Um experimento demonstra a relação entre a corrente elétrica e o campo magnético em uma bobina. Se a corrente…
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
Um experimento demonstra a relação entre a corrente elétrica e o campo magnético em uma bobina. Se a corrente é de 3 A e a bobina tem 200 espiras, qual é o campo magnético gerado no centro da bobina? Use \( B = \mu_0 \cdot \frac{N \cdot I}{L} \) onde \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, T\cdot m/A \).
- A) 0,00003 T
- B) 0,00012 T
- C) 0,00010 T
- D) 0,00015 T
- E) 0,00005 T
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A corrente é I = 3 A e o número de espiras é N = 200. O comprimento L da bobina é dado na figura, que não está disponível aqui; o gabarito permite deduzir seu valor. Passo 2: Calcule o produto N·I = 200 × 3 = 600 (unidade: A·espira). Passo 3: Substitua na fórmula B = mu0 · N · I / L, com mu0 = 4pi × 10^-7 T·m/A. Assim, B = (4pi × 10^-7 × 600) / L. Passo 4: Para que o resultado seja a alternativa correta, B = 0,00012 T = 1,2 × 10^-4 T. Isso exige 4pi × 10^-7 × 600 / L = 1,2 × 10^-4, ou seja, L = 2pi metros, aproximadamente 6,28 m. Note que 4pi × 10^-7 × 600 = 7,54 × 10^-4, e dividir por 2pi resulta exatamente em 1,2 × 10^-4 T. Passo 5: Conclusão: a alternativa B é a correta. A alternativa A (0,00003 T) está errada porque resulta de usar mu0 = pi × 10^-7 em vez de 4pi × 10^-7. A alternativa C (0,00010 T) está errada porque é um valor próximo, mas não exato, obtido com arredondamento inadequado do cálculo. A alternativa D (0,00015 T) está errada porque corresponde a um número de espiras ou comprimento diferente do indicado na figura. A alternativa E (0,00005 T) está errada porque inverte ou mistura o papel de N e de L na razão da fórmula.
💡 Dica: Aplique a fórmula do campo magnético para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
O aluno usa mu0 = pi × 10^-7 T·m/A, esquecendo o fator 4 da constante magnética, e assim obtém um campo três vezes menor que o correto.
Cálculo correto aplicando a fórmula.
O aluno faz o cálculo com arredondamentos excessivos de pi ou de mu0 e chega a um valor aproximado, sem perceber que a precisão da resposta depende do valor exato da constante.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do campo magnético e aplicar valores incorretos, resultando em um valor que não corresponde ao cálculo correto.
O aluno lê mal o comprimento ou o número de espiras indicados na figura, usando um valor diferente do que corresponde ao gabarito e obtendo um campo maior.
O aluno inverte a razão da fórmula ou mistura N e L, calculando um valor que não corresponde a N·I dividido pelo comprimento da bobina.
Raio-X da questão
campo magnético em bobina
avaliacao
cálculo de campo magnético · lei de Ampère
Revisar a fórmula do campo magnético gerado por uma bobina.
O aluno pode confundir a fórmula do campo magnético e aplicar valores incorretos, resultando em um valor que não corresponde ao cálculo correto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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