Um amperímetro ideal indica 0,40 A em um circuito durante 10 s. Determine a quantidade de elétrons que…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um amperímetro ideal indica 0,40 A em um circuito durante 10 s. Determine a quantidade de elétrons que atravessa a seção do circuito nesse intervalo. Considere a carga elementar igual a 1,6 × 10^-19 C.
- A) 2,5 × 10^18 elétrons
- B) 2,0 × 10^19 elétrons
- C) 2,5 × 10^19 elétrons
- D) 2,5 × 10^20 elétrons
- E) 4,0 × 10^19 elétrons
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A corrente é i = 0,40 A, o intervalo de tempo é Δt = 10 s e a carga elementar é e = 1,6 x 10^-19 C. Queremos o número de elétrons n que atravessa a seção.
- Calcule a carga total que atravessa a seção. Como i = Q/Δt, temos Q = i x Δt = 0,40 x 10 = 4,0 C.
- Converta a carga total em número de elétrons. Como Q = n x e, temos n = Q/e = 4,0 / 1,6 x 10^-19 = 2,5 x 10^19 elétrons.
- Conclusão. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) corresponde a usar Q = 0,40 C, esquecendo de multiplicar a corrente pelo tempo. B) resulta de um erro na divisão, pois 2,0 x 10^19 corresponderia a 3,2 C, valor que não sai dos dados. D) é um erro de potência de dez, pois 2,5 x 10^20 exigiria cerca de 40 C. E) surge de ignorar o fator 1,6 da carga elementar, já que 4,0 / 1,0 x 10^-19 dá 4,0 x 10^19.
💡 Dica: Calcule a carga total usando a corrente e o tempo, depois divida pela carga elementar para encontrar o número de elétrons.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a carga como Q = i = 0,40 C e ignora o intervalo de 10 s, esquecendo que a carga é o produto da corrente pelo tempo.
O aluno obtém uma carga de cerca de 3,2 C por erro aritmético e depois divide por 1,6 x 10^-19, chegando a 2,0 x 10^19 elétrons. O erro está na multiplicação ou na divisão, não no conceito.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre corrente e carga, calculando a carga total sem considerar a carga elementar corretamente.
A corrente transfere Q = I·t = 0,40 × 10 = 4 C. Então n = Q/e = 4 / (1,6 × 10^-19) = 2,5 × 10^19 elétrons.
O aluno erra a potência de dez, seja ao converter o intervalo de tempo, seja ao dividir, e chega a uma carga de cerca de 40 C.
O aluno calcula corretamente Q = 4,0 C, mas usa 1,0 x 10^-19 C como carga elementar em vez de 1,6 x 10^-19 C, ignorando o dado fornecido no enunciado.
Raio-X da questão
corrente elétrica, carga elementar, quantidade de elétrons
avaliacao
carga elétrica · corrente elétrica
Revisar a relação entre corrente elétrica, carga elétrica e número de elétrons.
O aluno pode confundir a relação entre corrente e carga, calculando a carga total sem considerar a carga elementar corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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