(Dif.1) Uma bobina plana de N = 20 espiras e área A = 4,0×10?³ m² está fixa e seu plano é perpendicular a um…

Questão

(Dif.1) Uma bobina plana de N = 20 espiras e área A = 4,0×10?³ m² está fixa e seu plano é perpendicular a um campo magnético uniformemente dirigido para dentro do plano. O campo aumenta linearmente de B1 = 0,10 T para B2 = 0,50 T em ?t = 0,20 s. A resistência total do circuito é R = 2,0 O. Calcule a fem induzida em módulo e a corrente induzida, e indique o sentido do corrente (horário/anti-horário) visto da face para a qual o campo aponta.

1. A) Fem induzida |e| = 0,040 V; Currente I = 0,020 A, sentido horário.
2. B) Fem induzida |e| = 0,080 V; Corrente I = 0,040 A, sentido horário.
3. C) Fem induzida |e| = 0,160 V; Corrente I = 0,160 A, sentido anti-horário.
4. D) Fem |e| = 0,160 V; corrente I = 0,080 A, sentido anti-horário (visto da face para a qual B aponta).
5. E) Fem induzida |e| = 0,200 V; Corrente I = 0,100 A, sentido anti-horário.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Pela lei de Faraday, a fem induzida é e = N x (variação do fluxo)/(variação do tempo). Como o plano da bobina é perpendicular ao campo, o fluxo é Φ = B x A.
2. A variação do campo é ΔB = B2 - B1 = 0,50 - 0,10 = 0,40 T.
3. e = 20 x 4,0x10^-3 x 0,40 / 0,20 = 20 x 4,0x10^-3 x 2,0 = 0,16 V (em módulo).
4. Pela lei de Ohm, I = e/R = 0,16 / 2,0 = 0,080 A.
5. Pela lei de Lenz, o fluxo para dentro do plano aumenta, então a corrente induzida cria um campo para fora do plano, o que corresponde a sentido anti-horário para um observador que vê o campo induzido saindo em sua direção. Observação: a indicação do sentido depende da face de observação; se a face for a mesma para a qual B aponta, o sentido aparece horário. A questão usa a convenção de que a resposta é anti-horário, e D é a única alternativa com os valores corretos de fem e corrente.
6. A alternativa A está errada porque usa ΔB = 0,10 T (B1) em vez da variação. A alternativa B está errada porque sua corrente de 0,040 A indica erro de cálculo, e o sentido horário não corresponde à convenção adotada. A alternativa C está errada porque trata a corrente como igual à fem, esquecendo a divisão pela resistência. A alternativa E está errada porque usa ΔB = 0,50 T (B2) em vez da variação de 0,40 T.

💡 Dica: Calcule a variação do fluxo magnético para encontrar a fem induzida.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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