FísicaFUVESTBNCC EM13CNT308Difícil⏱ medio

Uma estudante quer utilizar uma lâmpada (dessas de lanterna de pilhas) e dispõe de uma bateria de 12 V. A…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT308

Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma estudante quer utilizar uma lâmpada (dessas de lanterna de pilhas) e dispõe de uma bateria de 12 V. A especificação da lâmpada indica que a tensão de operação é 4,5 V e a potência elétrica utilizada durante a operação é de 2,25 W. Para que a lâmpada possa ser ligada à bateria de 12 V, será preciso colocar uma resistência elétrica, em série, de aproximadamente [IMAGEM] [FUVEST 2008 - Questão 17] FUVEST - 2008

A) 0,5 O
B) 4,5 O
C) 9,0 O
D) 12 O
E) 15 O

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Calcule a corrente que a lâmpada precisa para funcionar na tensão nominal. Como P = U x i, temos i = P / U = 2,25 W / 4,5 V = 0,5 A. Passo 2: Calcule a resistência da lâmpada: R_L = U / i = 4,5 V / 0,5 A = 9 Ω. Passo 3: Em série, a mesma corrente passa por todos os elementos. A bateria fornece 12 V e a lâmpada usa 4,5 V, então a resistência extra precisa ficar com a diferença: U_R = 12 V - 4,5 V = 7,5 V. Passo 4: Calcule a resistência em série: R = U_R / i = 7,5 V / 0,5 A = 15 Ω. Passo 5 (verificação): a resistência total é 9 Ω + 15 Ω = 24 Ω, e 12 V / 24 Ω = 0,5 A, o que confirma a corrente usada. Portanto, a alternativa E está correta. Por que as outras estão erradas: A) 0,5 Ω é o valor da corrente, e não de uma resistência. B) 4,5 Ω usa a tensão da lâmpada como se fosse a resistência necessária. C) 9 Ω é a resistência da própria lâmpada, que não serve para absorver a tensão excedente de 12 V. D) 12 Ω usa a tensão da bateria no lugar do valor que deveria ser calculado como U / i.

💡 Dica: Calcule a corrente da lâmpada e use a diferença de tensão para encontrar a resistência em série.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Confunde a corrente elétrica, que é 0,5 A, com o valor da resistência em série. Não aplica a Lei de Ohm para obter R = U / i.

B Erradaerro: Conceitual

Supõe que a resistência em série deve ter o mesmo valor da tensão de operação da lâmpada, sem relacionar a tensão do resistor com a corrente.

C Erradaerro: Conceituala que mais engana

Calcula corretamente a resistência da lâmpada, mas a usa como resistor em série, sem perceber que o resistor deve dividir a tensão excedente de 7,5 V.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre tensão, resistência e potência, aplicando a fórmula de forma incorreta.

D Erradaerro: Procedimental

Toma a tensão da bateria, 12 V, como se fosse a resistência pedida, sem dividir a tensão pela corrente.

E Correta

Incorreta. A resistência é muito alta, resultando em tensão insuficiente para a lâmpada.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 progressao

🎯 Conceito central

resistência elétrica, potência, tensão

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

lei de ohm · cálculo de potência

📚 Reveja

Revisar cálculo de resistência elétrica usando potência e tensão, e associação de resistores em série.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre tensão, resistência e potência, aplicando a fórmula de forma incorreta.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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