(OBJETIVA, Dif.2) Uma barra condutora de comprimento L=0,50 m desliza com velocidade v=3,0 m/s sobre trilhos…
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.2) Uma barra condutora de comprimento L=0,50 m desliza com velocidade v=3,0 m/s sobre trilhos, perpendicularmente a um campo magnético uniforme B=0,40 T para dentro da página. A resistência total do circuito é R=2,0 O. Determine a fem induzida e a intensidade da corrente (valor e sentido qualitativo, relacionando-se à força sobre a barra). Use e = B L v e I = e/R.
- A) e = 0,20 V; I = 0,10 A; sentido da corrente opõe-se à força magnética.
- B) e = 0,80 V; força magnética favorece o movimento da barra.
- C) e = 0,60 V; I = 0,30 A, sentido tal que a força magnética sobre a barra seja oposta ao movimento (opõe-se ao deslocamento).
- D) I = 0,60 A, já que a corrente não depende da resistência do circuito.
- E) e = 1,0 V; I = 0,5 A, o que aumenta a força sobre a barra.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: B = 0,40 T, L = 0,50 m, v = 3,0 m/s e R = 2,0 ohms. Passo 2: Calcule a fem induzida pela fórmula e = B L v, ou seja, e = 0,40 x 0,50 x 3,0 = 0,60 V. Passo 3: Calcule a corrente pela Lei de Ohm, I = e / R = 0,60 / 2,0 = 0,30 A. Passo 4: Pela Lei de Lenz, a corrente induzida gera uma força magnética sobre a barra que se opõe à variação de fluxo, isto é, opõe-se ao movimento da barra; por isso a força magnética freia a barra e, para mantê-la com velocidade constante, é preciso aplicar uma força externa de mesmo módulo. Passo 5: Conclusão: a alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. As demais estão erradas: A tem e = 0,20 V, valor que não corresponde a B L v; B afirma que a força favorece o movimento, o que contraria a Lei de Lenz; D ignora a resistência do circuito, enquanto I = e / R depende de R; E tem e = 1,0 V, que não resulta de B L v com os dados dados.
💡 Dica: Aplique a fórmula da fem induzida e calcule a corrente usando a resistência.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou a fem com um valor errado para o produto B L v, provavelmente esquecendo a velocidade ou multiplicando apenas parte dos dados, e depois dividiu corretamente esse valor errado por R.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção da corrente induzida, não relacionando corretamente com a força magnética que atua sobre a barra.
O aluno obteve uma fem de 0,80 V por erro de cálculo e, além disso, acredita que a força magnética impulsiona a barra no sentido do movimento, o que contraria a Lei de Lenz.
e = B L v = 0,40·0,50·3,0 = 0,60 V; I = e/R = 0,60/2,0 = 0,30 A. Pelo princípio de Lenz, a corrente gera força magnética contrária à velocidade.
O aluno acredita que a corrente não depende da resistência do circuito e, por isso, usa diretamente o valor da fem como corrente, esquecendo a divisão por R na Lei de Ohm.
O aluno obteve uma fem de 1,0 V por erro no cálculo e também supõe que a corrente induzida aumenta a força que se opõe ao movimento, o que não corresponde ao efeito descrito pela Lei de Lenz.
Raio-X da questão
fem induzida e corrente
avaliacao
fem induzida · lei de ohm
Revisar a lei de Faraday e a relação entre fem, corrente e resistência.
O aluno pode confundir a direção da corrente induzida, não relacionando corretamente com a força magnética que atua sobre a barra.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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