— Se eu aproximo o ima mais devagar, o multimetro quase nao acusa tensao — comentou a monitora de um espaco de…

Questão

— Se eu aproximo o ima mais devagar, o multimetro quase nao acusa tensao — comentou a monitora de um espaco de ciencias ao testar um kit de geracao por inducao. Para padronizar a demonstracao, ela anotou no caderno: a bobina tem area efetiva A = 3,0 x 10^-4 m^2 e o campo magnetico atraves dela varia aproximadamente de 0,00 T para 0,20 T quando o ima e movido. Em um ensaio, essa variacao ocorre em Delta t = 0,020 s. Para comparar prototipos, foram montadas duas bobinas identicas em geometria, mudando apenas o numero de espiras: 200 e 400. A ficha tecnica do kit deve informar um valor tipico de tensao induzida, calculado a partir dessas medidas, para orientar o publico sobre o que esperar ao repetir o movimento do ima. Interprete os dados do ensaio e conclua a tensao media induzida na bobina de 400 espiras durante a variacao de campo informada.

1. A) 0,30 V
2. B) 6,0 V
3. C) 12 V
4. D) 0,60 V
5. E) 1,2 V

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique a grandeza pedida. A tensão média induzida em uma bobina é dada pela lei de Faraday-Lenz em módulo: E = N × (ΔΦ/Δt), em que N é o número de espiras e ΔΦ é a variação do fluxo magnético.
2. Calcule a variação do fluxo. Para uma bobina perpendicular ao campo, Φ = B × A. Assim, ΔΦ = A × ΔB = 3,0 x 10^-4 m^2 × 0,20 T = 6,0 x 10^-5 Wb.
3. Calcule a fem de uma única espira. Dividindo pelo intervalo de tempo: ΔΦ/Δt = 6,0 x 10^-5 Wb / 0,020 s = 3,0 x 10^-3 V.
4. Multiplique pelo número de espiras da bobina de 400. E = 400 × 3,0 x 10^-3 V = 1,2 V. Esse resultado coincide com a alternativa E, que é o gabarito oficial, e não há divergência a registrar.
5. Por que as outras estão erradas. A (0,30 V) corresponderia a apenas 100 espiras. B (6,0 V) exigiria trocar o intervalo de tempo por um valor bem menor. C (12 V) é 10 vezes o valor correto, o que indica erro de potência de dez. D (0,60 V) é a tensão da bobina de 200 espiras, que não é a bobina pedida no enunciado.
6. Interpretação física. Como a tensão é proporcional à rapidez da variação (ΔΦ/Δt), mover o ímã mais devagar aumenta o Δt e reduz a tensão, o que explica a leitura baixa do multímetro relatada pela monitora.

💡 Dica: Use a fórmula da tensão induzida e substitua os valores dados para calcular.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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