Em laboratório, uma pilha tem E=1,5 V e resistência interna r=0,50 O. Uma lâmpada R=2,0 O é alimentada (A) por…
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 laboratório, uma pilha tem E=1,5 V e resistência interna r=0,50 O. Uma lâmpada R=2,0 O é alimentada (A) por uma pilha ou (B) por duas pilhas idênticas em série. Compare as correntes I_A e I_B.
- A) I_A = 0,60 A e I_B = 0,30 A
- B) I_A = 0,60 A e I_B = 1,00 A
- C) I_A = 0,60 A e I_B = 0,60 A
- D) I_A = 0,75 A e I_B = 1,50 A
- E) I_A = 0,50 A e I_B = 1,00 A
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão pela Lei de Ohm generalizada para circuitos com gerador real: I = E / (R + r), onde E é a força eletromotriz total, r a resistência interna total e R a resistência da lâmpada.
- Caso A, uma única pilha: E = 1,5 V, r = 0,50 ohm e R = 2,0 ohms. Então I_A = 1,5 / (2,0 + 0,50) = 1,5 / 2,5 = 0,60 A.
- Caso B, duas pilhas idênticas em série. Na associação em série, as fems somam-se e as resistências internas também se somam: E_total = 2 x 1,5 = 3,0 V e r_total = 2 x 0,50 = 1,0 ohm. Então I_B = 3,0 / (2,0 + 1,0) = 3,0 / 3,0 = 1,00 A.
- Comparando, I_A = 0,60 A e I_B = 1,00 A. Isso confirma a alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. A corrente aumenta com a associação em série porque a fem total cresce mais do que a resistência interna total.
- Por que as outras estão erradas: A troca o valor de I_B por 0,30 A, o que não corresponde a nenhuma associação correta; C afirma que a corrente não muda com a associação em série, o que contraria a lei de Ohm; D despreza as resistências internas, o que não é correto em um gerador real; E calcula I_A com resistência interna de 1,0 ohm, valor que não corresponde a uma única pilha.
💡 Dica: Calcule a corrente em cada caso usando a Lei de Ohm.
Alternativa por alternativa
O aluno acerta I_A, mas no caso em série provavelmente tratou a fem total como continuando 1,5 V e somou as resistências de forma incorreta, chegando a um total de 5,0 ohms (1,5 / 5 = 0,30 A).
Por que engana: Confundir a soma das tensões em pilhas em série, aplicando incorretamente a lei de Ohm para calcular a corrente total.
Correto: cálculo direto com r interna: 1,5/2,5=0,6 A; 3,0/3,0=1,0 A.
O aluno acredita que associar pilhas em série não altera a corrente na lâmpada, talvez por pensar que a lâmpada 'recebe sempre a mesma corrente'. Ele não percebe que a fem total dobra.
O aluno ignora a resistência interna das pilhas e calcula apenas E / R: 1,5 / 2,0 = 0,75 A para o caso A e 3,0 / 2,0 = 1,50 A para o caso B.
O aluno calcula I_A = 1,5 / (2,0 + 1,0), usando uma resistência interna de 1,0 ohm para uma única pilha, provavelmente confundindo com a resistência total do caso em série. Acerta I_B, mas por isso não invalida o erro em I_A.
Raio-X da questão
circuito elétrico
avaliacao
lei de ohm · circuitos em série
Revisar a Lei de Ohm e circuitos em série.
Confundir a soma das tensões em pilhas em série, aplicando incorretamente a lei de Ohm para calcular a corrente total.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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