Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Fácil⏱ medio

Uma bateria de tensão E = 12,0 V e resistência interna r = 0,50 O alimenta uma resistência externa R = 6,00 O…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma bateria de tensão E = 12,0 V e resistência interna r = 0,50 O alimenta uma resistência externa R = 6,00 O em corrente contínua. Calcule a corrente I que percorre o circuito e a potência elétrica P_R dissipada na resistência R. Use I = E/(R + r) e P_R = I²·R (unidades SI).

A) I = 1,5 A; P_R = 15 W
B) I = 1,85 A; P_R = 20,5 W (aprox.).
C) I = 3,0 A; P_R = 54 W
D) I = 1,75 A; P_R = 18 W
E) I = 2,0 A; P_R = 24 W

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identificar os dados. E = 12,0 V, r = 0,50 ohm e R = 6,00 ohms. Passo 2: Calcular a resistência total do circuito, R + r = 6,00 + 0,50 = 6,50 ohms. Passo 3: Calcular a corrente, I = E/(R + r) = 12,0/6,50 = 1,846 A, que arredondada é 1,85 A. Passo 4: Calcular a potência em R, P_R = I^2 · R = (1,846)^2 · 6,00 = 3,408 · 6,00 = 20,45 W. Equivalentemente, P_R = E^2 · R/(R + r)^2 = 144 · 6/42,25 = 20,45 W. Passo 5: Comparar com as alternativas. A alternativa B é a única com I = 1,85 A, que é o valor correto. Quanto à potência, o valor exato é 20,4497 W, que arredondado a uma casa decimal seria 20,4 W; a alternativa B traz 20,5 W, marcada como aproximada, e é a opção mais próxima entre as cinco. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A: I = 1,5 A corresponderia a R + r = 8 ohms, valor que não corresponde aos dados. C: I = 3,0 A exigiria resistência total de 4 ohms, menor que R. D: I = 1,75 A não é o resultado de 12,0/6,50. E: I = 2,0 A é obtido ignorando a resistência interna r, o que não é compatível com o enunciado. Conclusão: a alternativa correta é a B, com a ressalva de arredondamento na potência.

💡 Dica: Aplique as fórmulas dadas para encontrar I e P_R.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Provavelmente somou de forma errada a resistência total, usando R + r = 8 ohms, e a partir daí obteve I = 12/8 = 1,5 A. A potência também não bate com os dados corretos.

B Correta

I = E/(R + r) = 12,0/(6,00+0,50)=12,0/6,50=1,846 A ˜1,85 A. P_R = I²·R = (1,846)²·6,00 ˜20,5 W.

C Erradaerro: Procedimental

Provavelmente dividiu a tensão por uma resistência total de 4 ohms, o que é menor que a própria R, e depois calculou corretamente P = 3^2 · 6 = 54 W. O erro está na determinação da corrente.

D Erradaerro: Atençãoa que mais engana

Provavelmente fez uma estimativa imprecisa ou uma conta mal arredondada para a corrente, obtendo 1,75 A em vez de 1,85 A. Com esse valor errado, a potência ficou em torno de 18 W.

Por que engana: O aluno pode confundir a soma das resistências, utilizando apenas a resistência externa R em vez de considerar a resistência interna r da bateria.

E Erradaerro: Conceitual

Provavelmente ignorou a resistência interna da bateria e calculou I = 12/6 = 2,0 A, achando que só a resistência externa limita a corrente. Isso contraria o modelo de fonte real com resistência interna.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

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

circuito elétrico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

circuito elétrico · lei de Ohm

📚 Reveja

Revisar as leis de Ohm e potência elétrica em circuitos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a soma das resistências, utilizando apenas a resistência externa R em vez de considerar a resistência interna r da bateria.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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