Em uma atividade de laboratório, uma bobina plana com 50 espiras e área de 0,020 m² é colocada de modo que seu…
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 bobina plana com 50 espiras e área de 0,020 m² é colocada de modo que seu plano seja perpendicular às linhas de um campo magnético uniforme. O campo, inicialmente de 0,20 T, aumenta uniformemente até 0,80 T durante um intervalo de 0,30 s. A resistência elétrica do circuito é desprezada para determinar apenas a força eletromotriz induzida. Com base nos dados do experimento, qual é o módulo da força eletromotriz média induzida na bobina durante a variação do campo magnético?
- A) 20 V
- B) 2 V
- C) 100 V
- D) 0,6 V
- E) 0,04 V
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. N = 50 espiras, A = 0,020 m², campo inicial B1 = 0,20 T, campo final B2 = 0,80 T e intervalo Δt = 0,30 s. A bobina está perpendicular às linhas do campo, então o fluxo é Φ = N·B·A. Passo 2: Calcule a variação do campo: ΔB = B2 - B1 = 0,80 - 0,20 = 0,60 T. Passo 3: Use a Lei de Faraday-Neumann para a força eletromotriz média: ε = N·ΔΦ/Δt = N·A·ΔB/Δt. Passo 4: Substitua os valores: ε = 50 · 0,020 · 0,60 / 0,30 = 0,60 / 0,30 = 2,0 V. Passo 5: Conclusão. O módulo da força eletromotriz média é 2 V, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (20 V) resulta de um erro de casa decimal no tempo; C (100 V) esquece a área da bobina; D (0,6 V) esquece a divisão pelo intervalo de tempo; E (0,04 V) esquece o número de espiras.
💡 Dica: Use a fórmula da força eletromotriz gerada em uma bobina.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usou 0,03 s no lugar de 0,30 s, deslocando a vírgula do tempo e multiplicando o resultado por 10 sem perceber.
Pela lei de Faraday, o módulo da força eletromotriz média é dado por ε = N·|ΔΦ|/Δt. Como o campo é perpendicular ao plano da bobina, o fluxo magnético em cada espira é Φ = B·A. Assim, ε = N·A·|ΔB|/Δt = 50·0,020·(0,80 − 0,20)/0,30 = 2 V.
O aluno calculou apenas N·ΔB/Δt = 50 · 0,60 / 0,30 = 100 V, esquecendo que o fluxo depende também da área da bobina.
O aluno multiplicou N · A · ΔB = 0,60 e parou aí, esquecendo de dividir pelo intervalo de tempo Δt, ou seja, confundiu a variação do fluxo com a taxa de variação.
O aluno calculou A · ΔB / Δt = 0,020 · 0,60 / 0,30 = 0,04 V, ignorando o número de espiras da bobina, que multiplica a força eletromotriz induzida.
Raio-X da questão
força eletromotriz
avaliacao
lei de Faraday · cálculo de força eletromotriz
Revisar a fórmula da força eletromotriz em bobinas.
Confundir a relação entre corrente, espiras e campo magnético, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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