Física3ª sérieBNCC EM13CNT107Média⏱ medio

(Dif.2) Um enrolamento primário produz variação de corrente tal que di/dt = 25 A/s. A indutância mútua com o…

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

(Dif.2) Um enrolamento primário produz variação de corrente tal que di/dt = 25 A/s. A indutância mútua com o secundário é M = 4,0×10?² H. Qual a f.e.m. induzida no secundário? Use e = M·(di/dt).

A) e = M·di/dt² = 4,0×10?²·(25)² = 25 V.
B) e = di/dt / M = 25 / 4,0×10?² = 625 V.
C) e = M·(di/dt) = 4,0×10?²·25 = 1,0 V.
D) e = M + di/dt = 4,0×10?² + 25 = 25,04 V.
E) e = M·di/dt + 5 V = 1,0 + 5 = 6 V.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

A questão fornece a fórmula e=M·(di/dt), com M = 4,0×10^-2 H e di/dt = 25 A/s. Passo 2: Calcula-se e = 4,0×10^-2 · 25 = 0,04 · 25 = 1,0 V. Passo 3: O resultado é 1,0 V, que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial. Passo 4: A alternativa A está errada, pois eleva di/dt ao quadrado, o que não faz parte da fórmula. Passo 5: A alternativa B está errada, pois inverte a relação e divide di/dt por M, quando a fórmula manda multiplicar. Passo 6: A alternativa D está errada, pois soma M com di/dt, operação sem sentido físico entre grandezas de unidades diferentes. Passo 7: A alternativa E está errada, pois acrescenta um termo de 5 V que não aparece na fórmula dada no enunciado.

💡 Dica: Aplique a fórmula da f.e.m. induzida diretamente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno elevou di/dt ao quadrado por achar que a f.e.m. depende do quadrado da variação de corrente, como ocorre em energia armazenada. Assim, obteve 0,04·625 = 25 V.

Por que engana: Confundir a fórmula da f.e.m. induzida, aplicando operações incorretas com os valores de M e di/dt.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno inverteu a relação e dividiu di/dt por M, achando que a indutância divide a variação da corrente. Com isso obteve 25/0,04 = 625 V, o que contraria a proporcionalidade direta da fórmula.

C Correta

Pela indução mútua, e_induzida = M·(di/dt). Substituindo M=4,0×10?² H e di/dt=25 A/s obtém-se 1,0 V (SI).

D Erradaerro: Procedimental

O aluno somou M com di/dt em vez de multiplicá-los, tratando grandezas de unidades diferentes como se pudessem ser adicionadas. Obteve 0,04 + 25 = 25,04 V.

E Erradaerro: Interpretação

O aluno acrescentou ao cálculo correto uma parcela de 5 V que não existe na fórmula dada, provavelmente por ter interpretado mal o enunciado ou por supor um termo extra.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

f.e.m. induzida

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

f.e.m. induzida · indutância mútua

📚 Reveja

Revisar a lei de Faraday sobre indução eletromagnética.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula da f.e.m. induzida, aplicando operações incorretas com os valores de M e di/dt.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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