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EM · Electromagnetism

GRE · GRE Subject Test · GRE Physics · Tópico 2

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2.1

Eletromagnetismo

Potencial elétrico nulo em um ponto não implica campo elétrico nulo nesse local.

Pré-requisitos: 13, 14, 15, 29, 30.

  • Use potenciais eletrostáticos, campos e a lei de Gauss
  • Analise circuitos, magnetismo e indução
  • Aplique as equações de Maxwell e relações de ondas eletromagnéticas
2.2

Escolha o sistema e o modelo

O campo elétrico é o gradiente negativo do potencial. Um valor e uma variação espacial são quantidades distintas.

2.3

Use a relação governante

Use a lei de Gauss com simetria. Um fluxo total conhecido isoladamente não determina o campo em cada ponto da superfície.

Vocabulário Treinar
English Português
flux/flʌks/ fluxo
potential/pəˈtenʃl/ potencial
Gauss's law/ˈɡaʊsɪz lɔː/ Lei de Gauss
2.4

Aplique as condições

As leis de Kirchhoff acompanham carga e energia em circuitos. A fem induzida segue a variação do fluxo magnético com sinal da lei de Lenz.

2.5

Verifique a conclusão

As equações de Maxwell relacionam campos elétricos e magnéticos. No vácuo, uma onda tem E/B=c e transporta energia.

2.6

Método resolvido

Uma casca esférica tem raio R e carga Q uniforme. Escolha o potencial zero no infinito. A simetria esférica permite que a lei de Gauss determine o campo externo.

$$4\pi r^2E=Q/\epsilon_0,\qquad E=Q/(4\pi\epsilon_0r^2)\quad(r>R).$$
No interior, a carga envolvida é zero e a simetria dá E = 0. A continuidade implica
$$V(r)=\begin{cases}Q/(4\pi\epsilon_0R)&r\leq R,\\Q/(4\pi\epsilon_0r)&r>R.\end{cases}$$
O potencial é não nulo e constante no interior. Um gradiente nulo, e não um valor nulo, determina um campo nulo. O campo radial salta na superfície carregada.

Eletromagnetismo: Diagrama original GRE
Eletromagnetismo: diagrama original GRE.
2.7

Verifique condições e vocabulário

Não use a lei de Gauss para afirmar um campo uniforme sobre uma superfície arbitrária não simétrica.

fluxo: A integral de superfície da componente normal de um campo.

potencial: Energia potencial por unidade de carga.

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