Tabela: bobina com N = 150 espiras. Fluxo magnético F no instante t = 0 s é 2,0×10?³ Wb; em t = 0,04 s é…
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
Tabela: bobina com N = 150 espiras. Fluxo magnético F no instante t = 0 s é 2,0×10?³ Wb; em t = 0,04 s é -1,0×10?³ Wb. Calcule a fem média absoluta no intervalo 0 ? 0,04 s usando e_avg = -N·?F/?t.
- A) |e_avg| = 2,25 V.
- B) |e_avg| = 11,25 V.
- C) |e_avg| = 0,1125 V.
- D) |e_avg| = 45,0 V.
- E) Não é possível calcular sem a resistência da bobina.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- A lei de Faraday-Neumann relaciona a fem induzida média com a variação do fluxo magnético pelo tempo: e_avg = -N·ΔF/Δt. Passo 2: Calcule a variação do fluxo: ΔF = F(final) - F(inicial) = -1,0×10^-3 - 2,0×10^-3 = -3,0×10^-3 Wb. Passo 3: O intervalo de tempo é Δt = 0,04 s. Passo 4: Calcule a razão ΔF/Δt = (-3,0×10^-3)/0,04 = -0,075 V. Passo 5: Multiplique por N = 150: e_avg = -150·(-0,075) = 11,25 V. O módulo é |e_avg| = 11,25 V, portanto a alternativa B está correta, em concordância com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A usa um denominador incorreto (equivale a dividir 0,45 por 0,2 em vez de 0,04); C erra a potência de 10 ou a divisão pelo tempo, obtendo 100 vezes menos; D usa um intervalo de tempo errado (0,01 s em vez de 0,04 s), obtendo 4 vezes mais; E está errada porque a fem induzida depende apenas de N e da variação do fluxo, e a resistência da bobina só determinaria a corrente induzida, não a fem.
💡 Dica: Aplique a fórmula da fem média absoluta diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente N·ΔF = 0,45 Wb·espira, mas dividiu por um tempo incorreto (equivalente a 0,2 s), o que leva a 2,25 V.
Por que engana: O aluno pode confundir a variação de fluxo magnético e calcular a fem média incorretamente, utilizando valores errados para o tempo ou o fluxo.
?F = -3,0×10?³ Wb; |e| = 150·(3,0×10?³)/0,04 = 11,25 V.
O aluno errou a ordem de grandeza ao dividir, ou perdeu uma potência de 10 nos cálculos, obtendo 0,1125 V em vez de 11,25 V.
O aluno usou um intervalo de tempo errado, com Δt = 0,01 s em vez de 0,04 s, o que multiplica o resultado por 4 e leva a 45 V.
O aluno acredita que a fem induzida depende da resistência da bobina, quando na verdade a resistência só afeta a corrente induzida, não a fem.
Raio-X da questão
força eletromotriz média
avaliacao
cálculo de variação de fluxo · lei de Faraday
Revisar a lei de Faraday e o cálculo de fluxo magnético.
O aluno pode confundir a variação de fluxo magnético e calcular a fem média incorretamente, utilizando valores errados para o tempo ou o fluxo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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