Uma bobina com N = 200 espiras e área A = 5,0×10?4 m² está num campo magnético que cai de 0,50 T para 0,10 T…
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
Uma bobina com N = 200 espiras e área A = 5,0×10?4 m² está num campo magnético que cai de 0,50 T para 0,10 T em ?t = 0,20 s. Calcule a fem média induzida (valor absoluto) e indique, segundo a lei de Lenz, se a corrente induzida tende a aumentar ou reduzir o fluxo original.
- A) O valor absoluto da fem média é 0,50 V e a corrente tende a reduzir o fluxo original.
- B) N = 100 espiras e a área A = 1,0×10?³ m²; portanto, a fem média é 0,40 V.
- C) Fem média = 0,20 V; a corrente induzida age para aumentar o fluxo original.
- D) A fem média é 0,10 V; a corrente induzida aumenta o fluxo original.
- E) O campo magnético é uniforme e não varia, portanto, não há fem induzida.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: N = 200, A = 5,0×10^-4 m^2, B inicial = 0,50 T, B final = 0,10 T e intervalo de tempo de 0,20 s. Passo 2: Calcule a variação do campo: ΔB = 0,10 - 0,50 = -0,40 T. Passo 3: Calcule a taxa de variação: ΔB/Δt = -0,40/0,20 = -2,0 T/s. Passo 4: Aplique a lei de Faraday, em módulo: |fem média| = N × A × |ΔB/Δt| = 200 × 5,0×10^-4 × 2,0 = 0,20 V. Passo 5: Aplique a lei de Lenz. Como o campo está diminuindo, o fluxo original está diminuindo, e a corrente induzida age para se opor a essa diminuição, ou seja, tende a aumentar (sustentar) o fluxo original. Passo 6: Conclusão: a alternativa C está correta, pois o valor 0,20 V e o sentido de aumentar o fluxo estão ambos corretos e coincidem com o gabarito. Por que as outras estão erradas: A tem valor de fem incorreto (0,50 V) e sentido invertido pela lei de Lenz; B altera os dados do enunciado (N e A), que não foram informados; D tem valor incorreto (0,10 V), embora o sentido esteja correto; E contradiz o enunciado, pois o campo varia de 0,50 T para 0,10 T, e um campo uniforme pode produzir fem se sua intensidade variar no tempo.
💡 Dica: Calcule a fem média usando a fórmula apropriada e aplique a lei de Lenz.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula um valor de fem que não corresponde à taxa de variação do campo e associa a corrente a reduzir o fluxo, como se ela se opusesse ao campo existente e não à variação do fluxo.
Por que engana: Confundir a direção da corrente induzida, acreditando que ela aumenta o fluxo magnético em vez de reduzi-lo.
O aluno substitui os dados do enunciado por outros (N = 100 e A = 1,0×10^-3 m^2), que não aparecem na questão, e chega a outro valor de fem.
?B = 0,40 T em 0,20 s ? |?B/?t| = 2,0 T·s?¹. e = N·A·|?B/?t| = 200·5,0×10?4 m²·2,0 T·s?¹ = 0,20 V. Pela lei de Lenz a corrente induzida cria campo que se opõe à queda do fluxo, ou seja, tenta aumentar o fluxo.
O aluno acerta o sentido da corrente, mas erra o módulo da fem, possivelmente por usar o valor final do campo (0,10 T) em vez da taxa de variação ΔB/Δt ou por omitir um fator do cálculo.
O aluno acredita que um campo uniforme não gera fem, confundindo campo uniforme com campo constante, e ignora que a intensidade do campo cai de 0,50 T para 0,10 T no intervalo informado.
Raio-X da questão
fem induzida e lei de Lenz
avaliacao
lei de Faraday · lei de Lenz
Revisar a lei de Faraday e a lei de Lenz.
Confundir a direção da corrente induzida, acreditando que ela aumenta o fluxo magnético em vez de reduzi-lo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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