Uma bobina tem N = 200 espiras; o fluxo por espira muda de F_i = 5,0×10?4 Wb para F_f = -3,0×10?4 Wb em ?t =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma bobina tem N = 200 espiras; o fluxo por espira muda de F_i = 5,0×10?4 Wb para F_f = -3,0×10?4 Wb em ?t = 0,020 s. Calcule a fem induzida média e (valor absoluto) usando e = N·|?F|/?t. Forneça o valor em volts.
- A) e = 6,0 V
- B) e = 4,0 V
- C) e = 2,0 V
- D) e = 8,0 V (valor absoluto).
- E) e = 12,0 V
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. N = 200 espiras, fluxo inicial F_i = 5,0×10^-4 Wb, fluxo final F_f = -3,0×10^-4 Wb e intervalo de tempo Δt = 0,020 s. A fórmula é e = N·|ΔF|/Δt, em que ΔF = F_f - F_i. Como o enunciado fala em fluxo por espira, a variação é tomada por espira e multiplicada por N.
- Calcule a variação do fluxo, respeitando os sinais. ΔF = -3,0×10^-4 - 5,0×10^-4 = -8,0×10^-4 Wb. Em módulo, |ΔF| = 8,0×10^-4 Wb. O sinal negativo indica apenas o sentido da variação e não entra no valor da fem pedido em módulo.
- Aplique a fórmula. e = 200 × 8,0×10^-4 / 0,020 = 0,16 / 0,020 = 8,0 V.
- Compare com o gabarito. O valor encontrado, 8,0 V, coincide com a alternativa D, que é o gabarito oficial. Não há divergência.
- Por que as outras estão erradas. A (6,0 V) não corresponde à variação correta do fluxo. B (4,0 V) corresponde à metade do valor correto. C (2,0 V) surge de tratar F_f como positivo, o que dá 5,0 - 3,0 em vez de 5,0 + 3,0. E (12,0 V) não é obtido com os dados do enunciado.
💡 Dica: Calcule a variação do fluxo e aplique na fórmula da fem induzida.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou a subtração dos fluxos ou o cálculo de |ΔF|, chegando a 6,0×10^-4 Wb em vez de 8,0×10^-4 Wb.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção do fluxo magnético e calcular a fem induzida com o sinal errado, resultando em um valor incorreto.
O aluno provavelmente dividiu o resultado por 2 em algum ponto, por exemplo tratando a média dos fluxos como se fosse a variação, o que dá a metade da fem correta.
O aluno provavelmente ignorou o sinal negativo de F_f e calculou 5,0×10^-4 - 3,0×10^-4 = 2,0×10^-4 Wb. Ele não percebeu que a variação envolve somar os módulos quando os fluxos têm sinais opostos.
?F = F_f - F_i = -3,0×10?4 - 5,0×10?4 = -8,0×10?4 Wb. |?F|=8,0×10?4. e = 200·8,0×10?4 /0,020 = 8,0 V.
O aluno provavelmente errou o cálculo final, dividindo por um intervalo de tempo menor do que o dado ou aplicando um fator multiplicativo incorreto sobre o resultado.
Raio-X da questão
fem induzida
avaliacao
cálculo de fluxo magnético · lei de Faraday
Revisar a lei de Faraday sobre indução eletromagnética.
O aluno pode confundir a direção do fluxo magnético e calcular a fem induzida com o sinal errado, resultando em um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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