Uma alça retangular condutora de largura 0,20 m é puxada para fora de uma região com campo magnético uniforme…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma alça retangular condutora de largura 0,20 m é puxada para fora de uma região com campo magnético uniforme B = 0,50 T com velocidade v = 2,0 m/s; a porção da alça dentro do campo tem comprimento que está diminuindo. Calcule o valor absoluto da força eletromotriz induzida naquele instante.
- A) e = B · w · v = 0,20 V
- B) e = 0,25 V, baseando-se na soma dos comprimentos.
- C) e = 0,05 V, apenas metade da largura é considerada.
- D) e = 1,00 V, pela aceleração ao puxar a alça.
- E) e = 0,10 V, pois o comprimento diminui pela metade.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o fenômeno. Uma alça condutora que sai de uma região com campo magnético uniforme tem fluxo magnético variando, então surge uma força eletromotriz induzida (lei de Faraday-Lenz). Como a alça é puxada com velocidade constante em um campo uniforme, a fem é de movimento, e pode ser calculada por e = B x L x v, em que L é o comprimento do lado da alça que está dentro do campo e que é perpendicular à velocidade. Passo 2: Identifique L. A alça é retangular e é puxada para fora do campo, então o lado que corta as linhas de campo é o lado de largura 0,20 m, perpendicular ao movimento. Esse lado é o que produz a fem. O comprimento da porção dentro do campo, que diminui, define quanto da alça ainda está imersa, mas não entra na fórmula da fem de movimento, que depende apenas do lado que se move dentro do campo. Passo 3: Calcule. e = 0,50 x 0,20 x 2,0 = 0,20 V. Passo 4: Compare com o gabarito. A alternativa A coincide com o resultado obtido, então o gabarito está correto. Passo 5: Por que as outras estão erradas. B soma comprimentos, o que não tem base física na fórmula da fem. C corta a largura pela metade, sem justificativa no enunciado. D ignora a largura e usa apenas a velocidade, com o acréscimo de uma aceleração que o enunciado não menciona. E reduz o resultado pela metade com base na diminuição do comprimento, o que não corresponde à fórmula.
💡 Dica: Use a fórmula da força eletromotriz induzida.
Alternativa por alternativa
Pela lei de Faraday, |e| = |dF/dt|. Com F = B·(w·L) e dL/dt = -v, tem-se |e| = B·w·v = 0,50·0,20·2,0 = 0,20 V.
O aluno acredita que as contribuições dos lados da alça se somam, usando a soma de comprimentos como base da fem, quando apenas o lado que se move dentro do campo gera fem.
Por que engana: Confundir a fórmula da força eletromotriz induzida, aplicando incorretamente a largura ou a velocidade.
O aluno acredita que apenas metade da largura contribui para a fem, talvez por confundir a porção dentro do campo com a largura total, e aplica um fator de meio sem justificativa no enunciado.
O aluno usa a intuição de que puxar com força ou acelerar aumenta a fem, e esquece de multiplicar pela largura, obtendo 0,50 x 2,0 = 1,00 V. A velocidade constante não entra como aceleração.
O aluno supõe que, como o comprimento dentro do campo diminui, a fem cai proporcionalmente pela metade, tratando a variação do comprimento como fator direto no cálculo da fem instantânea.
Raio-X da questão
força eletromotriz induzida
avaliacao
força eletromotriz · campo magnético uniforme
Revisar a lei de Faraday sobre indução eletromagnética.
Confundir a fórmula da força eletromotriz induzida, aplicando incorretamente a largura ou a velocidade.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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