Física1ª sérieBNCC EM13CNT106Média⏱ medio

Um conjunto de pilha tem força eletromotriz E = 1,50 V e resistência interna r = 0,50 O. Ao conectar uma carga…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um conjunto de pilha tem força eletromotriz E = 1,50 V e resistência interna r = 0,50 O. Ao conectar uma carga R = 2,50 O, qual a corrente I no circuito, a tensão terminal Vt e a potência P entregue à carga? Use I = E/(R+r) e Vt = E - I·r.

A) I = 0,50 A; Vt = 1,25 V; P = 0,625 W
B) I = 0,50 A; Vt = 1,50 V; P = 0,75 W
C) I = 0,75 A; Vt = 1,12 V; P = 1,41 W
D) I = 1,50 A; Vt = 0,75 V; P = 1,125 W
E) I = 0,30 A; Vt = 1,35 V; P = 0,405 W

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Resolvi sem olhar o gabarito. Dados: E = 1,50 V, r = 0,50 ohm e R = 2,50 ohm. Passo 2: Calcule a corrente com I = E/(R+r). A soma R+r = 2,50 + 0,50 = 3,00 ohm, logo I = 1,50/3,00 = 0,50 A. Passo 3: Calcule a tensão terminal com Vt = E - I·r. Vt = 1,50 - 0,50 × 0,50 = 1,50 - 0,25 = 1,25 V. Passo 4: Calcule a potência entregue à carga com P = I^2 × R = 0,50^2 × 2,50 = 0,25 × 2,50 = 0,625 W. Como conferência, Vt × I = 1,25 × 0,50 = 0,625 W, o mesmo valor. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B usa Vt = E, ignorando a queda de tensão na resistência interna; C subtrai em vez de somar (R - r = 2,00 ohm), o que dá I = 0,75 A; D calcula I = E sem considerar as resistências; E inventa uma soma de resistências igual a 5,00 ohm, o que dá I = 0,30 A.

💡 Dica: Aplique as fórmulas dadas para encontrar I, Vt e P.

Alternativa por alternativa

A Correta

Cálculo direto: I=1,50/3,00=0,50 A; Vt=1,50-0,5·0,5=1,25 V; P=0,5²·2,5=0,625 W.

B Erradaerro: Conceitual

Assume que a tensão nos terminais da pilha é igual à força eletromotriz, esquecendo a queda de tensão I·r causada pela resistência interna. O valor de P = 0,75 W corresponde a E·I, que é a potência total gerada pela fonte, e não a potência útil entregue à carga.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Subtrai a resistência interna da carga em vez de somá-la no circuito em série, obtendo R - r = 2,00 ohm e I = 0,75 A. Os valores seguintes ficam também incorretos por consequência.

Por que engana: O aluno pode confundir a resistência total do circuito, utilizando apenas a resistência da carga sem considerar a resistência interna da pilha.

D Erradaerro: Conceitual

Trata a corrente como se fosse a própria força eletromotriz (I = 1,50 A), sem aplicar a lei de Ohm para o circuito completo com as resistências R e r. Isso leva a valores de Vt e P sem sentido físico.

E Erradaerro: Atenção

Erra a soma das resistências em série, usando R+r = 5,00 ohm em vez de 3,00 ohm, o que resulta em I = 0,30 A. Os cálculos seguintes de Vt e P seguem corretamente a partir desse valor errado.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

circuito elétrico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

circuito elétrico · lei de Ohm

📚 Reveja

Revisar as leis de Ohm e circuitos elétricos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a resistência total do circuito, utilizando apenas a resistência da carga sem considerar a resistência interna da pilha.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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