Física3ª sérieBNCC EM13CNT107Difícil⏱ longo

Uma bobina de indutância L = 0,500 H tem sua corrente aumentada de I1 = 2,00 A para I2 = 5,00 A. Usando E =…

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

Uma bobina de indutância L = 0,500 H tem sua corrente aumentada de I1 = 2,00 A para I2 = 5,00 A. Usando E = 1/2·L·I^2 (E em J, L em H, I em A), calcule (a) a energia magnética inicial E1, (b) a energia final E2 e (c) a variação de energia ?E armazenada na bobina.

A) E1 = 1,00 J; E2 = 6,25 J; ?E = 5,25 J (E = 1/2 L I^2).
B) E1 = 0,50 J; E2 = 3,50 J; ?E = 3,00 J
C) E1 = 0,25 J; E2 = 1,00 J; ?E = 0,75 J
D) E1 = 1,50 J; E2 = 4,50 J; ?E = 3,00 J
E) E1 = 2,00 J; E2 = 7,50 J; ?E = 5,50 J

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Resolvi a questão sem olhar o gabarito, usando E = 1/2 · L · I^2, com L = 0,500 H.
Energia inicial, com I1 = 2,00 A: E1 = 1/2 · 0,500 · 2,00^2 = 0,250 · 4,00 = 1,00 J.
Energia final, com I2 = 5,00 A: E2 = 1/2 · 0,500 · 5,00^2 = 0,250 · 25,0 = 6,25 J.
Variação de energia: ΔE = E2 - E1 = 6,25 - 1,00 = 5,25 J.
Logo a alternativa A está correta, e ela coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: B traz valores de E1 e E2 que não correspondem à fórmula com L = 0,500 H; C usa valores de corrente inconsistentes com os dados do enunciado; D apresenta E1 e E2 que não saem da fórmula, e seu ΔE de 3,00 J não é a diferença correta; E calcula E1 sem o fator L, o que dá 2,00 J, e seus demais valores também não batem com a fórmula.

💡 Dica: Calcule a energia magnética usando a fórmula dada para os dois estados.

Alternativa por alternativa

A Correta

E1 = 0,5·0,5·(2,00)^2 = 1,00 J. E2 = 0,5·0,5·(5,00)^2 = 6,25 J. ?E = E2-E1 = 5,25 J. Fórmula direta de energia magnética de indutor foi usada.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno aplica a fórmula com erro de cálculo ou de fator, obtendo E1 = 0,50 J e E2 = 3,50 J, que não correspondem a 1/2 · L · I^2 com os dados do enunciado.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da energia magnética, aplicando incorretamente os valores de L e I.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno parece trocar ou reduzir os valores de corrente (por exemplo, usando I = 1 A no início e I = 2 A no final), o que leva a E1 = 0,25 J e E2 = 1,00 J e não aos valores de 2,00 A e 5,00 A do enunciado.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno obtém ΔE = 3,00 J, possivelmente calculando a variação pela diferença de correntes (5 - 2 = 3) em vez de usar as energias calculadas com a fórmula quadrática, o que mostra confusão entre variação de corrente e variação de energia.

E Erradaerro: Atenção

O aluno calcula E1 = 2,00 J como 1/2 · I1^2 = 1/2 · 2^2, esquecendo o fator L = 0,500 H, e depois mistura o resultado com outros valores para obter E2 = 7,50 J e ΔE = 5,50 J.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

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

energia magnética em indutores

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

energia magnética · indutância e corrente

📚 Reveja

Revisar a fórmula da energia magnética em indutores e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula da energia magnética, aplicando incorretamente os valores de L e I.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Corrente Elétrica, Resistores e Leis de Ohm

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog