Atividades de Corrente Elétrica, Resistores e Leis de Ohm para a 1ª série do Ensino Médio com gabarito

Quando trabalho corrente elétrica e resistores na 1ª série, procuro tornar explícito o caminho entre o enunciado, a fórmula e a interpretação do resultado. Na sala, é comum que a dificuldade não esteja apenas em lembrar a Lei de Ohm: também é preciso reconhecer qual tensão aparece no circuito, organizar as unidades e decidir se a associação dos resistores é em série ou em paralelo. Por isso, começo com situações simples e avanço para circuitos em que há mais de uma etapa de cálculo.

As atividades abaixo ajudam a observar esse percurso. Elas começam com a relação entre tensão, resistência e corrente e seguem para potência, resistências equivalentes, resistência interna e perdas em linhas elétricas. Uso as questões como prática guiada, tarefa ou avaliação formativa, pedindo que a turma registre as etapas, e não apenas marque uma alternativa. Assim, fica mais fácil identificar se o erro veio da escolha da relação física, da substituição dos valores ou da conta.

O que o aluno de 1ª série precisa saber sobre Corrente Elétrica, Resistores e Leis de Ohm

O aluno precisa compreender que a corrente elétrica corresponde ao movimento ordenado de cargas e que, em circuitos resistivos, tensão, corrente e resistência se relacionam pela Lei de Ohm: V = R·I. A partir dela, pode isolar a grandeza solicitada, respeitando as unidades: tensão em volts, corrente em ampères e resistência em ohms. Também precisa relacionar potência elétrica a tensão e corrente, por P = V·I, e calcular a potência dissipada em um resistor por efeito Joule, usando P = I²R quando os dados favorecem essa expressão. Em circuitos, deve distinguir resistores em série e em paralelo, encontrar a resistência equivalente e usar a tensão apropriada em cada etapa. Em problemas com fonte real, considera a resistência interna e diferencia força eletromotriz da tensão terminal. Ao analisar linhas elétricas, relaciona corrente, queda de tensão e perdas de potência, interpretando o que os resultados representam no circuito.

O que ele precisa saber antes

Antes das questões, vale verificar se a turma consegue realizar divisões e lidar com números decimais, além de converter quilowatts em watts quando necessário. As atividades pressupõem familiaridade com tensão, resistência, corrente e unidades do Sistema Internacional. Também ajudam conhecimentos básicos de circuitos, como identificar elementos em série e em paralelo, somar resistências em série e aplicar a expressão da resistência equivalente em paralelo.

Para as questões que envolvem potência, retomo a relação P = V·I e a ideia de que a potência perdida em um cabo pode ser calculada com I²R. Não é necessário apresentar todas as expressões de uma vez: posso deixar as relações disponíveis e pedir que os estudantes expliquem por que escolheram cada uma. Esse apoio reduz a confusão entre decorar fórmulas e compreender o que os dados do problema permitem calcular.

Onde os alunos mais erram

Um erro recorrente indicado pelas questões é multiplicar tensão por resistência ou inverter a divisão ao calcular corrente. Em I = V/R, trocar a ordem para R/V produz um resultado numérico que não corresponde à grandeza procurada. A análise das unidades é uma boa forma de discutir esse raciocínio: ampère resulta de volt dividido por ohm, não da multiplicação dos dois valores.

Também aparece a confusão entre tensão da fonte e tensão no ponto de consumo. Na questão sobre a linha residencial, a carga consome a potência indicada na tensão que chega à casa; portanto, não basta dividir a potência pelos 230 V da subestação e encerrar o cálculo. É preciso considerar a queda de tensão na linha e usar a tensão de consumo na relação da potência. Outro ponto de atenção é confundir a queda com a tensão restante na carga.

Em circuitos compostos, o tropeço costuma ser calcular a resistência equivalente de uma associação em paralelo como se fosse uma associação em série, ou esquecer a resistência interna da bateria. Nas questões de perda por efeito Joule, pode surgir confusão entre potência, resistência e corrente. Em vez de tratar cada alternativa errada como descuido, peço que a turma localize a etapa em que o raciocínio mudou: fórmula escolhida, substituição, operação ou interpretação.

Como trabalhar em sala

• Comece com a relação básica: apresente V = R·I e proponha que os estudantes isolem uma variável por vez. Peça que anotem a unidade esperada antes de calcular.
• Faça previsões qualitativas: antes da conta, pergunte o que acontece com a corrente se a resistência aumenta mantendo a tensão fixa. Depois, compare a previsão com o resultado numérico.
• Organize circuitos por etapas: em problemas de série e paralelo, peça primeiro a resistência equivalente, depois a corrente total e, por fim, as correntes ou tensões solicitadas.
• Use o quadro para comparar erros: escolha um distrator plausível e reconstrua a operação que pode tê-lo produzido. A turma pode explicar como verificar o resultado pelas unidades ou por uma estimativa.
• Feche com aplicação e revisão: use situações de potência em aparelhos e perdas em cabos para conectar os cálculos ao uso de energia, sem deixar de explicitar as idealizações de cada enunciado.

Questões prontas de Corrente Elétrica, Resistores e Leis de Ohm para a 1ª série do Ensino Médio (com gabarito comentado)

As questões a seguir podem ser aplicadas em sequência ou selecionadas conforme o objetivo da aula. Para estimular a justificativa, peça que cada estudante indique a fórmula usada e mostre ao menos uma etapa de cálculo. O comentário de cada alternativa ajuda a discutir não só o gabarito, mas também os caminhos que levam aos distratores.

1. Perdas de potência em uma linha residencial

Uma carga em uma residência consome P_load = 3,00 kW. A resistência total da linha entre a subestação e a casa é R_line = 0,50 Ω. A tensão na subestação é V = 230 V. Considerando que a carga consome 3,00 kW na tensão que chega à residência, calcule a corrente na linha, a queda de tensão, a tensão no ponto de consumo e a perda de potência na linha.

• ❌ A) I = 13,04 A; ΔV = 6,52 V; V_consumo = 223,48 V; P_perda = 85,1 W. Usa 230 V como tensão da carga para calcular a corrente; assim, a potência efetivamente entregue não resulta em 3.000 W.
• ❌ B) I = 13,44 A; ΔV = 6,82 V; V_consumo = 223,18 V; P_perda = 93,0 W. Emprega a raiz maior da equação quadrática, que corresponde a uma corrente muito elevada e não à solução física adequada para a carga indicada.
• ✅ C) I = 13,44 A; ΔV = 6,72 V; V_consumo = 223,28 V; P_perda = 90,32 W. A potência na carga satisfaz 3000 = (230 − 0,50I)I. A solução física é aproximadamente 13,44 A; depois, ΔV = RI e P_perda = I²R.
• ❌ D) I = 13,44 A; ΔV = 6,72 V; V_consumo = 223,28 V; P_perda = 67,2 W. Corrente e tensão estão corretas, mas a perda não se calcula multiplicando a queda de tensão por dez: deve-se usar I²R.
• ❌ E) I = 13,44 A; ΔV = 6,72 V; V_consumo = 230,00 V; P_perda = 90,32 W. Mantém como tensão de consumo os 230 V da subestação e não desconta a queda na linha.

Gabarito comentado: C. A corrente precisa ser compatível com a potência consumida na tensão que efetivamente chega à residência. A queda na linha é 0,50 × 13,44 = 6,72 V, deixando cerca de 223,28 V na carga. A perda é I²R, aproximadamente 90,32 W.

2. Corrente em um resistor ligado a uma fonte

Um resistor de 20 Ω é conectado a uma fonte de 12 V. Qual é a corrente elétrica que percorre o resistor? Use a Lei de Ohm (V = R·I).

• ❌ A) I = 32 A. Soma tensão e resistência: 12 + 20. Essa operação não isola a corrente na Lei de Ohm.
• ❌ B) I = 240 A. Multiplica tensão e resistência, em vez de dividir a tensão pela resistência.
• ✅ C) I = 0,6 A. Isolando I, temos I = V/R = 12/20 = 0,6 A.
• ❌ D) I = 1,67 A. Inverte a razão e calcula 20/12. Para obter corrente, a tensão deve ser dividida pela resistência.
• ❌ E) I = 0,06 A. Trata o resistor como se fosse de 200 Ω; o enunciado informa 20 Ω.

Gabarito comentado: C. Vale conferir tanto a operação quanto a unidade: volt dividido por ohm corresponde a ampère. Essa checagem permite perceber que a soma e a multiplicação das grandezas não atendem ao que a questão pede.

3. Corrente em um aquecedor portátil

Um aquecedor portátil é ligado a uma fonte U = 12,0 V e apresenta resistência R = 47,0 Ω. Usando I = U/R, calcule a corrente que percorre o aquecedor, em ampères.

• ❌ A) I = √(12,0 V / 47,0 Ω) = 0,53 A. Não se aplica raiz quadrada à relação fornecida; a corrente é tensão dividida pela resistência.
• ❌ B) I = 12,0 V × 47,0 Ω = 564,0 A. Multiplica as grandezas, embora a expressão indicada seja U/R.
• ✅ C) I = 12,0 V / 47,0 Ω = 0,255 A, aproximadamente. A divisão fornece 0,25532 A, que arredondada resulta em 0,255 A.
• ❌ D) I = 12,0 V / 47,0 Ω = 0,750 A. A fórmula está indicada corretamente, mas a divisão foi calculada de forma incorreta: 12/47 ≈ 0,255.
• ❌ E) I = 47,0 V / 12,0 Ω = 3,92 A. Troca os valores de resistência e tensão e também inverte a relação necessária.

Gabarito comentado: C. Substituímos U e R na expressão I = U/R. É útil pedir que os estudantes estimem a ordem de grandeza: como a tensão é bem menor que o valor numérico da resistência, uma corrente inferior a 1 A é coerente.

4. Bateria com resistência interna

Uma bateria tem força eletromotriz E = 15,0 V e resistência interna r = 1,20 Ω. Alimenta um receptor resistivo R = 4,80 Ω. Usando I = E/(r+R) e V_term = E − I·r, determine a corrente I e a tensão terminal V_term.

• ❌ A) I = 1,00 A; V_term = 10,0 V. A corrente não corresponde a E/(r+R), e os valores não resultam das equações indicadas.
• ❌ B) I = 4,00 A; V_term = 8,0 V. Não considera corretamente a resistência total, que inclui a resistência interna e a do receptor.
• ❌ C) I = 5,00 A; V_term = 15,0 V. A corrente não é a calculada pela resistência total; além disso, com resistência interna e corrente, a tensão terminal não permanece igual à força eletromotriz.
• ❌ D) I = 3,00 A; V_term = 9,0 V. Os valores não decorrem das duas expressões fornecidas.
• ✅ E) I = 2,50 A; V_term = 12,0 V. A resistência total é 1,20 + 4,80 = 6,00 Ω; então I = 15/6 = 2,50 A e V_term = 15 − 2,50 × 1,20 = 12,0 V.

Gabarito comentado: E. A ordem ajuda a evitar confusão: primeiro calculamos a corrente usando a resistência interna e a externa; depois usamos essa corrente para encontrar a tensão terminal.

5. Potência e resistência de um elemento de aquecimento

Uma resistência de aquecimento é ligada a uma rede de 120 V e dissipa P = 1500 W. Usando P = V·I e R = V/I, determine (a) a corrente elétrica que a atravessa e (b) o valor da resistência equivalente, em ohms. Forneça resultados em unidades SI.

• ❌ A) I = 13 A; R = 9 Ω. Os valores não correspondem simultaneamente à potência de 1.500 W e à tensão de 120 V.
• ❌ B) I = 10 A; R = 12 Ω. Com 120 V e 10 A, a potência seria 1.200 W, não 1.500 W.
• ❌ C) I = 14 A; R = 8 Ω. Esses valores são incompatíveis com as relações e os dados fornecidos.
• ❌ D) I = 15 A; R = 10 Ω. A corrente não é P/V: 1.500/120 resulta em 12,5 A.
• ✅ E) I = 12,5 A; R = 9,6 Ω. I = P/V = 1.500/120 = 12,5 A; então R = V/I = 120/12,5 = 9,6 Ω.

Gabarito comentado: E. Primeiro calculamos a corrente pela potência e tensão. Depois usamos a Lei de Ohm para encontrar a resistência. A verificação P = V·I confirma 120 × 12,5 = 1.500 W.

6. Dois resistores em paralelo e resistência interna da bateria

Uma bateria com força eletromotriz E = 18,0 V e resistência interna r = 1,50 Ω alimenta dois resistores em paralelo: R1 = 6,00 Ω e R2 = 3,00 Ω. Calcule I1 e I2, em ampères. Use R_par = (R1·R2)/(R1+R2), V_term = E − I_total·r e I = V_term/R.

• ❌ A) I1 ≈ 1 A; I2 ≈ 2 A. São valores abaixo dos obtidos quando se calcula a tensão terminal com os dados do circuito.
• ❌ B) I1 = 2,5 A; I2 = 5 A. A soma indicada não corresponde à corrente total calculada considerando a resistência interna da bateria.
• ❌ C) I1 = 3 A; I2 = 6 A. A soma das correntes excede a corrente total obtida com a resistência total do circuito.
• ✅ D) I1 ≈ 1,714 A; I2 ≈ 3,429 A. R_par = 2,00 Ω e a resistência total é 3,50 Ω. I_total = 18/3,5 ≈ 5,143 A; V_term ≈ 10,286 V. Dividindo essa tensão por cada resistência, obtemos as correntes indicadas.
• ❌ E) I1 = 0,5 A; I2 = 0,7 A. As correntes ficam subestimadas para os valores das resistências e para a tensão terminal calculada.

Gabarito comentado: D. A tensão nos dois resistores em paralelo é a mesma, mas as correntes são diferentes porque as resistências são diferentes. Como R2 é metade de R1, sua corrente é o dobro, dentro do arredondamento apresentado.

7. Perda de potência em um cabo que alimenta uma comunidade

Uma comunidade consome P_load = 12,0 kW e é alimentada por cabo com resistência total de ida e volta R = 0,80 Ω e tensão V = 400 V. Calcule a perda de potência por efeito Joule, Ploss, em watts, e a porcentagem de energia perdida: %loss = (Ploss/P_load)·100. Use Ploss = I²R e I = P_load/V.

• ❌ A) Ploss = 900 W. Usa uma corrente incorreta ou não aplica corretamente a resistência de 0,80 Ω. Com 30 A, a perda é 30² × 0,80.
• ✅ B) Ploss = 720 W; perda = 6,0%. I = 12.000/400 = 30 A; Ploss = 30² × 0,80 = 720 W. A fração perdida é 720/12.000 × 100 = 6,0%.
• ❌ C) Ploss = 600 W. Não resulta da aplicação de I²R com a corrente e a resistência indicadas.
• ❌ D) Perda = 12,0%. Esse percentual não corresponde à razão entre 720 W e a potência consumida de 12.000 W.
• ❌ E) Perda = 8,0%. O percentual é incompatível com a perda calculada e a potência da carga.

Gabarito comentado: B. O cálculo tem duas partes: encontrar a corrente e usar essa corrente para calcular o efeito Joule no cabo. Só depois comparamos a potência perdida com a potência da carga para expressar a porcentagem.

8. Resistores em paralelo associados em série

Três resistores: R1 = 100,0 Ω e R2 = 200,0 Ω ligados em paralelo; esse conjunto está em série com R3 = 50,0 Ω. A fonte fornece V = 230 V. Determine a corrente total I_total que sai da fonte. Use R_par = (R1·R2)/(R1+R2), R_eq = R_par + R3 e I = V/R_eq.

• ❌ A) I_total = 0,50 A. A resistência equivalente usada para chegar a esse valor é incorreta e produz uma corrente baixa demais.
• ❌ B) I_total = 5,00 A. O resultado indica que a resistência equivalente foi calculada de forma incorreta e ficou pequena demais.
• ❌ C) I_total = 1,00 A. A substituição ou o cálculo da resistência equivalente não corresponde à associação descrita.
• ❌ D) I_total = 3,00 A. Esse valor não é compatível com as resistências dadas e com o cálculo da associação em paralelo.
• ✅ E) I_total ≈ 1,97 A. R_par = (100 × 200)/(100 + 200) = 66,667 Ω. Em série com 50,0 Ω, R_eq ≈ 116,667 Ω; então I = 230/116,667 ≈ 1,971 A.

Gabarito comentado: E. Primeiro resolvemos o paralelo; em seguida, somamos sua resistência equivalente à resistência em série. A Lei de Ohm aplicada à fonte fornece a corrente total.

Para fechar: use as questões para orientar a próxima aula

Depois da correção, recomendo separar as dificuldades por etapa: identificação da relação física, cálculo da resistência equivalente, substituição dos dados ou interpretação da resposta. Essa leitura ajuda a decidir se vale retomar a Lei de Ohm com exemplos curtos ou propor novos circuitos com mais etapas. As questões contemplam habilidades EM13CNT106 e EM13CNT107; você pode consultar também as questões da habilidade EM13CNT106 e as questões da habilidade EM13CNT107.

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