UERJ 2017 (2º Exame de Qualificação) — questão 43 de Física

Gabarito BEletrodinâmica — corrente elétrica média (i = n·e/Δt)Vestibular Estadual · 2º Exame de Qualificação
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 43 de Física do UERJ 2017 (2º Exame de Qualificação)

Enunciado em texto

Pela seção de um condutor metálico submetido a uma tensão elétrica, atravessam 4,0×10184{,}0 \times 10^{18} elétrons em 20 segundos.

A intensidade média da corrente elétrica, em ampere, que se estabelece no condutor corresponde a:

(A) 1,0×10−21{,}0 \times 10^{-2}

(B) 3,2×10−23{,}2 \times 10^{-2}

(C) 2,4×10−32{,}4 \times 10^{-3}

(D) 4,1×10−34{,}1 \times 10^{-3}

(Enunciado: Vestibular Estadual UERJ 2017, 2º Exame de Qualificação — DSEA/UERJ.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).

Resolução comentada

O que a questão pede: a corrente média, sabendo quantos elétrons passam pela seção do fio e em quanto tempo.

Passo 1 — a carga que passou. Cada elétron carrega a carga elementar, e=1,6×10−19e = 1{,}6 \times 10^{-19} C (em módulo). Com n elétrons, a carga total é Q=n eQ = n\,e:

Q=4,0×1018×1,6×10−19Q = 4{,}0 \times 10^{18} \times 1{,}6 \times 10^{-19}

Q=0,64 CQ = 0{,}64\ \text{C}

Passo 2 — a corrente é a carga que atravessa a seção por unidade de tempo:

i=QΔt=0,6420i = \frac{Q}{\Delta t} = \frac{0{,}64}{20}

i=0,032=3,2×10−2 Ai = 0{,}032 = 3{,}2 \times 10^{-2}\ \text{A}

⚠️ A armadilha: esquecer de dividir pelo tempo e tomar a carga, 0,64 C, como se fosse a corrente; ou dividir o número de elétrons pelo tempo sem multiplicar pela carga de cada um, o que dá 2×10172 \times 10^{17}, um número de elétrons por segundo e não ampères. Nenhum dos dois aparece nas alternativas: a unidade (A = C/s) é o guia.

A ideia em uma frase: corrente é carga por tempo, e a carga é o número de elétrons vezes 1,6 × 10⁻¹⁹ C.

Resposta: alternativa B (3,2×10−23{,}2 \times 10^{-2} A).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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