(OBJETIVA, dif.3) Um laço retangular (N=1) tem largura w = 0,30 m (perpendicular ao movimento) e está sendo…
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
(OBJETIVA, dif.3) Um laço retangular (N=1) tem largura w = 0,30 m (perpendicular ao movimento) e está sendo empurrado com velocidade v = 0,50 m/s para dentro de uma região de campo B = 0,60 T (B perpendicular ao plano do laço). Enquanto o laço entra, calcule a fem induzida, a corrente em resistência R = 2,0 O e a potência dissipada. Indique também a direção do sentido da corrente por Lenz.
- A) A direção da corrente é horária por Lenz na entrada do laço.
- B) e = B·(w + v); Assim, e = 0,60·(0,30 + 0,50) = 0,048 V.
- C) I = e·R; Logo, I = 0,090·2,0 = 0,180 A.
- D) P = I·R²; Portando, P = 0,045·(2,0)² = 0,180 W.
- E) e = B·w·v = 0,60·0,30·0,50 = 0,090 V; I = e/R = 0,090/2,0 = 0,045 A; P = I²R = (0,045)²·2,0 ˜ 4,05×10?³ W. Pela lei de Lenz, o fluxo B (para dentro) aumenta ? corrente induzida cria campo para fora ? sentido anti-horário visto por quem olha a face (corrente anti-horária).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique a fem induzida num laço que entra em um campo uniforme. Na parte do laço que está dentro do campo, a fem de movimento é e = B·w·v (campo, largura e velocidade multiplicados, perpendiculares entre si). Passo 2: Calcule e = 0,60 · 0,30 · 0,50 = 0,090 V. Passo 3: Pela lei de Ohm, a corrente é I = e/R = 0,090 / 2,0 = 0,045 A. Passo 4: A potência dissipada no resistor é P = I²·R = (0,045)² · 2,0 = 0,002025 · 2,0 = 0,00405 W, ou seja, 4,05×10^-3 W. Passo 5: Pela lei de Lenz, o fluxo magnético (para dentro da página) está aumentando, então a corrente induzida cria um campo para fora da página, o que corresponde a sentido anti-horário visto por quem observa a face do laço. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A indica sentido horário, quando o correto por Lenz é anti-horário para este caso; B soma w + v em vez de multiplicar, o que não tem sentido dimensional; C usa I = e·R em vez de e/R; D usa P = I·R² em vez de P = I²·R. Conclusão: a alternativa E é a correta e coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a fem induzida usando a lei de Faraday.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte o sentido da corrente induzida, achando que a corrente deve ser horária. Não aplica corretamente a lei de Lenz ao aumento do fluxo para dentro da página.
O aluno soma largura e velocidade em vez de multiplicar, tratando e = B(w+v) como se fosse uma fórmula válida. Isso indica falta de domínio da expressão da fem de movimento e de análise dimensional.
Por que engana: Confundir a fórmula da fem induzida, utilizando a largura e a velocidade de forma incorreta.
O aluno calcula a corrente multiplicando a fem pela resistência (I = e·R) em vez de dividir (I = e/R). Além disso, usa um valor de fem (0,090) que não corresponde ao cálculo da própria alternativa C, que mistura etapas. Trata-se de erro na aplicação da lei de Ohm.
O aluno usa a fórmula P = I·R² em vez de P = I²·R. Erra a ordem das grandezas na potência dissipada, mesmo com a corrente bem calculada.
Área dentro aumenta a ritmo w·v ? dF/dt = B·w·v ? e calculada. Corrente I = e/R e P = I²R. Lenz: indução opõe aumento do fluxo, definindo sentido.
Raio-X da questão
fem induzida e corrente
avaliacao
lei de Faraday · circuitos elétricos
Revisar a lei de Faraday e a regra da mão direita para a direção da corrente.
Confundir a fórmula da fem induzida, utilizando a largura e a velocidade de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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