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Uma pilha idealizada de força eletromotriz 1,5 V possui resistência interna de 0,5 O e alimenta um resistor…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma pilha idealizada de força eletromotriz 1,5 V possui resistência interna de 0,5 O e alimenta um resistor externo de 2,5 O. Com o circuito fechado, qual é a tensão nos terminais da pilha?

  1. A) 1,50 V
  2. B) 1,00 V
  3. C) 1,25 V
  4. D) 0,75 V
  5. E) 2,00 V

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. Identifique os dados. A força eletromotriz (fem) da pilha é E = 1,5 V, a resistência interna é r = 0,5 ohm e a resistência externa é R = 2,5 ohm. A tensão pedida é a diferença de potencial nos terminais da pilha, ou seja, a tensão útil fornecida ao resistor externo. Passo 2: Calcule a corrente do circuito pela lei de Ohm generalizada: i = E / (R + r) = 1,5 / (2,5 + 0,5) = 1,5 / 3,0 = 0,5 A. Passo 3: Calcule a tensão nos terminais: U = E - r·i = 1,5 - 0,5 · 0,5 = 1,5 - 0,25 = 1,25 V. Como verificação, U = R·i = 2,5 · 0,5 = 1,25 V, o mesmo valor. Passo 4: Por que as outras alternativas estão erradas. A) 1,50 V é a fem, que só seria a tensão nos terminais se a resistência interna fosse desprezível, o que não é o caso. B) 1,00 V resulta de subtrair o valor da resistência interna da fem, sem multiplicá-la pela corrente. D) 0,75 V resulta de multiplicar a fem pela resistência interna, o que não tem significado físico nesse cálculo. E) 2,00 V resulta de somar a resistência interna à fem, invertendo o sinal da queda de tensão interna. Passo 5: Conclusão: a tensão nos terminais da pilha é 1,25 V, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Use a fórmula da tensão terminal considerando a força eletromotriz e a queda de tensão na resistência interna.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Assume que a tensão nos terminais é igual à força eletromotriz, ignorando a queda de tensão causada pela resistência interna quando há corrente no circuito.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Subtrai diretamente o valor numérico da resistência interna (0,5) da fem, sem calcular a corrente e a queda de tensão r·i.

Por que engana: O aluno pode confundir a tensão total da pilha com a tensão nos terminais, não considerando a queda de tensão pela resistência interna.

C Correta

A corrente no circuito é I = 1,5/(2,5 + 0,5) = 0,5 A. Logo, a tensão terminal é U = e - rI = 1,5 - 0,5·0,5 = 1,25 V.

D Erradaerro: Procedimental

Multiplica a fem pela resistência interna (1,5 · 0,5), tratando a resistência como se fosse um fator de tensão, em vez de usar a corrente.

E Erradaerro: Conceitual

Soma a resistência interna à fem (1,5 + 0,5), não percebendo que a queda interna reduz a tensão disponível nos terminais.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Aplicar
Leitura baixo
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 progressao
🎯 Conceito central

tensão terminal, força eletromotriz, resistência interna

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de tensão em circuitos · lei de Ohm

📚 Reveja

Revisar a relação entre força eletromotriz, resistência interna e tensão terminal em circuitos elétricos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a tensão total da pilha com a tensão nos terminais, não considerando a queda de tensão pela resistência interna.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

abstrato

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