UFRGS 2022 — questão 29 de Física
Enunciado em texto
A figura abaixo representa um ímã que se move ao longo do eixo de uma bobina, que se encontra conectada a um resistor R.
[Figura: à esquerda, uma bobina de eixo horizontal, desenhada como uma hélice (os traços grossos sobem da esquerda para a direita e os finos descem). A extremidade esquerda da bobina liga-se, por um fio, ao ponto a; a extremidade direita, ao ponto b; entre a e b está o resistor R. À direita da bobina, no mesmo eixo, um ímã em barra com o polo N voltado para a bobina e o polo S do outro lado. Abaixo do ímã, duas setas horizontais, uma para a direita e outra para a esquerda, com a legenda “sentidos de movimentos possíveis”.]
Considere as seguintes afirmações.
I - A corrente elétrica em R só existe, se o ímã estiver acelerando.
II - A corrente elétrica flui de a para b, quando o ímã se move para a esquerda.
III- A corrente elétrica em R é máxima, quando o ímã estiver completamente inserido na bobina.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas I e III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2022, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar três afirmações sobre a corrente induzida na bobina pelo movimento do ímã.
Passo 1 — afirmação I (Faraday). Há corrente induzida sempre que o fluxo magnético na bobina varia. Basta o ímã se mover, aproximando-se ou afastando-se, mesmo com velocidade constante: o campo dentro da bobina muda com a distância. Não precisa acelerar. A I está errada.
Passo 2 — afirmação III. A força eletromotriz depende da rapidez com que o fluxo muda, não do valor do fluxo. Com o ímã todo dentro da bobina, o fluxo está perto do seu máximo e quase não varia com pequenos deslocamentos: a corrente fica pequena, e não máxima. As maiores correntes aparecem quando o polo está entrando ou saindo da bobina. A III está errada.
Passo 3 — afirmação II (Lenz). Movendo-se para a esquerda, o polo N se aproxima da bobina. O campo do ímã dentro dela aponta para a esquerda (sai do polo N) e está aumentando. A corrente induzida se opõe a isso: cria dentro da bobina um campo para a direita, ou seja, a face da bobina voltada para o ímã vira um polo norte, que repele o ímã que chega.
Passo 4 — o sentido no fio. Pela regra da mão direita, com o polegar para a direita (campo induzido), os dedos mostram a corrente descendo nas espiras da frente (os traços grossos do desenho). Descendo por elas, a corrente anda da extremidade direita para a esquerda da bobina, sai pela ponta ligada ao ponto a e atravessa o resistor de a para b. A II está correta.
Conferindo pelas alternativas: com I e III erradas, a única opção possível já é a (B), apenas II.
⚠️ A armadilha: achar que a corrente é maior quando o ímã está todo dentro (afirmação III), confundindo fluxo grande com fluxo variando. Quem pensa assim marca a (D).
A ideia em uma frase: corrente induzida aparece quando o fluxo varia, e tanto mais quanto mais rápido ele varia; o sentido dela sempre se opõe à variação (Lenz).
Resposta: alternativa B (apenas II).
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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