Uma reportagem afirma que um solenóide com N = 200 espiras, comprimento l = 0,50 m e corrente I = 2,00 A…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma reportagem afirma que um solenóide com N = 200 espiras, comprimento l = 0,50 m e corrente I = 2,00 A produz B no seu interior dado por B = µ0 (N/l) I. Use µ0 = 4p×10^-7 N/A^2 e calcule B (T) e direção.
- A) B = 8,00 × 10^-3 T, direção radial, saindo do solenóide.
- B) B ˜ 1,01×10^-3 T, direção axial (ao longo do eixo do solenóide).
- C) B ˜ 2,00 × 10^-2 T, maior que o esperado pela fórmula.
- D) O campo B é zero no interior do solenóide, pois não há corrente.
- E) B ˜ 6,28 × 10^-4 T; a direção é aleatória, sem padrão específico.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: N = 200 espiras, l = 0,50 m, I = 2,00 A e µ0 = 4π×10^-7 N/A^2 (o 'p' do enunciado representa π). Passo 2: Calcule o número de espiras por metro: N/l = 200 / 0,50 = 400 espiras/m. Passo 3: Aplique a fórmula B = µ0 (N/l) I. Como µ0 = 4π×10^-7 é aproximadamente 1,2566×10^-6, temos B = 1,2566×10^-6 × 400 × 2 = 1,2566×10^-6 × 800 ≈ 1,005×10^-3 T, ou seja, cerca de 1,01×10^-3 T. Passo 4: Determine a direção. Em um solenóide ideal, o campo no interior é uniforme e paralelo ao eixo do solenóide, portanto é axial (ao longo do eixo), e não radial. Passo 5: Conclusão. A alternativa B traz exatamente o valor de módulo e a direção corretos, por isso o gabarito oficial está certo e coincide com a resolução obtida. Por que as outras estão erradas: A traz direção radial, que não é a direção do campo no interior de um solenóide; C afirma um valor maior que o esperado, mas a fórmula dá um resultado único e o valor correto é cerca de 1,01×10^-3 T; D está errada porque o campo existe justamente por causa da corrente que percorre as espiras; E admite direção aleatória, o que contraria a simetria do solenóide, e seu valor numérico também não corresponde ao cálculo com µ0, N/l e I.
💡 Dica: Aplique a fórmula B = µ0 (N/l) I para encontrar o valor de B.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou o módulo com erro de potência de dez e associou o campo a uma direção radial, como se as linhas de campo saíssem do solenóide para fora, em vez de seguir o eixo.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção do campo magnético, escolhendo uma alternativa que sugere uma direção radial em vez de axial.
N/l = 200/0,50 = 400 m^-1; B = µ0·(N/l)·I = 4p×10^-7·400·2 ˜ 1,005×10^-3 T; campo axial dentro do solenóide.
O aluno acredita que o campo deve ser mais intenso do que a fórmula indica, possivelmente por erro na substituição dos valores de N, l ou µ0 e por não conferir se o resultado faz sentido em ordem de grandeza.
O aluno pensa que, sem corrente, não há campo, mas confunde a ausência de corrente fora do solenóide com o interior, onde é justamente a corrente que gera o campo magnético.
O aluno acha que o campo de um solenóide não tem direção definida, como se fosse aleatório, e obtém um valor numérico que não corresponde ao cálculo com µ0 multiplicado por N/l e por I.
Raio-X da questão
campo magnético em solenóide
avaliacao
cálculo de campo magnético · lei de Ampère
Revisar a fórmula do campo magnético gerado por um solenóide.
O aluno pode confundir a direção do campo magnético, escolhendo uma alternativa que sugere uma direção radial em vez de axial.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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