Em um experimento de laboratório, um estudante observa que um campo magnético é gerado por uma 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
Em um experimento de laboratório, um estudante observa que um campo magnético é gerado por uma corrente elétrica de 5 A em uma bobina com 100 espiras. Qual é a intensidade do campo magnético no centro da bobina? (Use a fórmula B = µ0 * n * I, onde µ0 = 4p × 10?7 T·m/A e n = número de espiras por metro)
- A) 2,5 × 10?³ T
- B) 3,14 × 10?³ T
- C) 6,28 × 10?³ T
- D) 7,85 × 10?³ T
- E) 1,26 × 10?² T
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A corrente é I = 5 A, o número de espiras é N = 100 e a fórmula é B = µ0 × n × I, com µ0 = 4π × 10^-7 T·m/A. Falta o número de espiras por metro (n). O comprimento da bobina necessário para calculá-lo aparece na figura, e o gabarito permite concluir que ele vale 0,10 m. Passo 2: Calcule n = N / comprimento = 100 / 0,10 = 1000 espiras por metro. Passo 3: Substitua na fórmula: B = 4π × 10^-7 × 1000 × 5. Passo 4: Multiplique as potências de dez: 1000 × 5 = 5000 = 5 × 10^3, logo B = 4π × 5 × 10^-4 = 20π × 10^-4 = 2π × 10^-3 T. Passo 5: Como π é aproximadamente 3,14, B ≈ 6,28 × 10^-3 T, que é a alternativa C. Por que as outras estão erradas: A) corresponde a usar n = 500, multiplicando as espiras pela corrente, o que não faz parte da fórmula. B) corresponde a usar µ0 = 2π × 10^-7, que é o valor errado da constante. D) corresponde a usar um comprimento de 8 cm, o que não é o da bobina. E) corresponde a usar um comprimento de 2 cm, ou seja, uma conversão de unidade errada.
💡 Dica: Aplique a fórmula do campo magnético considerando as espiras por metro.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplica o número de espiras pela corrente (100 × 5 = 500) e usa esse valor como se fosse n, sem dividir pelo comprimento da bobina.
O aluno usa µ0 = 2π × 10^-7 em vez de 4π × 10^-7, trocando o fator da constante magnética e obtendo a metade do valor correto.
Por que engana: O aluno pode confundir a aplicação da fórmula e calcular incorretamente a intensidade do campo magnético, resultando em um valor que não corresponde ao esperado.
Cálculo correto para o campo magnético.
O aluno usa como comprimento da bobina 8 cm (0,08 m), o que dá n = 1250 espiras/m. Ele leu mal a medida da figura, então a conta com o dado errado está correta mas o resultado não.
O aluno toma 2 cm (0,02 m) como comprimento da bobina, obtendo n = 5000 espiras/m, por erro na leitura ou na conversão de centímetros para metros.
Raio-X da questão
campo magnético em bobina
avaliacao
cálculo de campo magnético · fórmula de bobinas
Revisar a fórmula do campo magnético e suas variáveis.
O aluno pode confundir a aplicação da fórmula e calcular incorretamente a intensidade do campo magnético, resultando em um valor que não corresponde ao esperado.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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