Em uma atividade de laboratório, uma estudante aproxima o polo norte de um ímã de uma espira metálica fechada…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de laboratório, uma estudante aproxima o polo norte de um ímã de uma espira metálica fechada. A espira permanece fixa, e sua resistência elétrica e a trajetória do ímã são mantidas constantes. Quando o ímã se desloca em direção à espira a 0,20 m/s, um galvanômetro registra uma corrente induzida. Em seguida, o mesmo movimento é repetido a 0,60 m/s, sem alterar as demais condições. Pela lei de Faraday-Lenz, a força eletromotriz induzida depende da rapidez com que o fluxo magnético através da espira varia. Considerando as informações do texto-base, o que acontece com a corrente elétrica induzida na espira quando a velocidade do ímã passa de 0,20 m/s para 0,60 m/s?
- A) Passa a ser três vezes menor.
- B) Permanece com o mesmo valor.
- C) Passa a ser três vezes maior.
- D) Inverte o sentido do movimento.
- E) Torna-se igual a zero.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- A lei de Faraday-Lenz diz que a força eletromotriz induzida é proporcional à rapidez com que o fluxo magnético através da espira varia (fem = -d(fi)/dt). Ou seja, quanto mais rápido o ímã se aproxima, mais rápida é a variação do fluxo e maior é a fem induzida.
- Quando a velocidade do ímã passa de 0,20 m/s para 0,60 m/s, a variação do fluxo por unidade de tempo também triplica, pois a relação é diretamente proporcional à velocidade. Logo, a fem induzida triplica.
- O enunciado informa que a resistência elétrica da espira é mantida constante. Pela lei de Ohm (corrente = fem / resistência), se a fem triplica e a resistência não muda, a corrente induzida também triplica. Portanto, a alternativa C está correta.
- Por que as outras estão erradas: A) a corrente não diminui, pois a velocidade maior aumenta a variação do fluxo; B) a corrente muda, pois depende diretamente da rapidez da variação do fluxo; D) o sentido da corrente é determinado pela lei de Lenz e depende de aproximação ou afastamento, não do módulo da velocidade; E) a corrente só se anula se não houver variação do fluxo, o que não ocorre, pois o ímã continua se aproximando.
- O gabarito oficial (C) coincide com a resolução obtida por análise independente.
💡 Dica: Considere a lei de Faraday sobre indução eletromagnética.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que, quanto maior a velocidade, menor a corrente, invertendo a proporcionalidade entre a rapidez da variação do fluxo e a fem induzida.
Por que engana: Confundir que a corrente diminui ou não aparece quando o ímã se aproxima, ignorando a variação do fluxo magnético que induz corrente.
O aluno acredita que a corrente depende apenas da intensidade do campo do ímã, e não da rapidez com que o fluxo varia, ignorando que a velocidade altera a taxa de variação do fluxo.
Ao triplicar a velocidade do ímã, mantendo constantes a geometria, a trajetória e a resistência da espira, triplica a taxa de variação do fluxo magnético. Pela lei de Faraday, a força eletromotriz induzida também triplica. Como a resistência permanece constante, a corrente, dada por I = ε/R, passa a ser três vezes maior.
O aluno confunde o sentido da corrente induzida com o sentido do movimento do ímã, achando que a corrente inverte porque a velocidade mudou, quando o sentido depende apenas de aproximação ou afastamento segundo a lei de Lenz.
O aluno pensa que, por o ímã estar em movimento uniforme, não haveria corrente induzida, confundindo corrente nula com ausência de variação do fluxo, quando o fluxo continua variando durante a aproximação.
Raio-X da questão
indução eletromagnética
avaliacao
campo magnético e corrente elétrica · lei de Faraday da indução
Revisar a lei de Faraday e suas aplicações em circuitos elétricos.
Confundir que a corrente diminui ou não aparece quando o ímã se aproxima, ignorando a variação do fluxo magnético que induz corrente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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