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Uma bobina com N = 100 espiras e área A = 4,0×10?³ m² está em um campo magnético uniforme cuja intensidade B…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

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

Uma bobina com N = 100 espiras e área A = 4,0×10?³ m² está em um campo magnético uniforme cuja intensidade B varia de 0,10 T para 0,50 T em ?t = 0,20 s. Use e = -N dF/dt e F = B·A. Qual o valor da fem média (módulo) induzida?

A) 0,80 V
B) 0,08 V
C) 8,0 V
D) 0,008 V
E) 1,6 V

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique os dados. N = 100 espiras, A = 4,0×10^-3 m², B varia de 0,10 T para 0,50 T e o intervalo é Δt = 0,20 s. Passo 2: Calcule a variação de B: ΔB = 0,50 - 0,10 = 0,40 T. Passo 3: Calcule a variação do fluxo, já que a área é constante: ΔF = ΔB·A = 0,40 × 4,0×10^-3 = 1,6×10^-3 Wb. Passo 4: Calcule a fem média pela lei de Faraday-Neumann, usando o módulo: |e| = N·ΔF/Δt = 100 × 1,6×10^-3 / 0,20 = 0,16 / 0,20 = 0,80 V. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é A (0,80 V), coincidindo com o gabarito oficial. A alternativa B (0,08 V) está errada porque o valor correto é dez vezes maior. A alternativa C (8,0 V) está errada porque o valor é dez vezes menor. A alternativa D (0,008 V) está errada porque ignora o número de espiras. A alternativa E (1,6 V) está errada porque confunde a variação do fluxo com a fem, sem aplicar N e Δt.

💡 Dica: Calcule a variação do fluxo magnético e aplique a fórmula da fem induzida.

Alternativa por alternativa

A Correta

Correto: |e| = 100·4,0×10?³·(0,50-0,10)/0,20 = 0,8 V.

B Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O aluno provavelmente errou o número de espiras ou a potência de dez no cálculo final, obtendo um valor dez vezes menor que o correto.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da fem induzida, aplicando incorretamente a variação do campo magnético ou a área da bobina.

C Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente leu a área como 4,0×10^-2 m² em vez de 4,0×10^-3 m², o que multiplica o resultado por dez.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou corretamente ΔF/Δt = 8×10^-3 V, mas esqueceu de multiplicar pelo número de espiras N = 100, que é parte essencial da lei de Faraday para bobinas.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno parou no valor da variação do fluxo ou de uma grandeza intermediária, sem aplicar corretamente N e a divisão por Δt, e tomou esse número como fem.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

indução eletromagnética

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de variação de fluxo · lei de Faraday

📚 Reveja

Revisar a lei de Faraday e o conceito de fluxo magnético.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula da fem induzida, aplicando incorretamente a variação do campo magnético ou a área da bobina.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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