UNIOESTE 2016 — questão 16 de Física

Enunciado em texto
Uma espira quadrada com 10,0 cm de lado e resistência total igual a 2,0 Ω está situada no plano xy conforme a figura (a) abaixo. Um campo magnético é aplicado perpendicularmente ao plano da espira variando conforme mostra o gráfico (b) abaixo, que descreve o campo magnético B em função do tempo t. Segundo a lei da indução de Faraday, assinale a alternativa CORRETA.
[Figura (a): eixos x, y e z em perspectiva, com a espira quadrada no plano xy. Gráfico (b): B (T) × t (s). B vale 0,8 T de 0 a 2 s; cai em reta até 0 em t = 4 s; fica em 0 de 4 a 5 s; sobe em reta até 0,4 T em t = 6 s; fica em 0,4 T de 6 a 8 s; cai em reta até 0 em t = 10 s.]
(A) A FEM induzida na espira é máxima no intervalo entre t = 0 e t = 2 s.
(B) O módulo da FEM induzida na espira no intervalo entre t = 2 s e t = 4 s é igual a V.
(C) O módulo da corrente induzida na espira no intervalo entre t = 5 s e t = 6 s é igual a A.
(D) O fluxo magnético através da espira no intervalo entre t = 6 s e t = 8 s é igual a zero.
(E) O módulo da corrente induzida na espira no intervalo entre t = 8 s e t = 10 s é igual a A.
(Enunciado e figura: Vestibular UNIOESTE 2016 — Unioeste.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a FEM e a corrente induzidas em cada trecho do gráfico.
Passo 1 — a lei de Faraday. A área da espira é m². A FEM induzida depende da rapidez com que o fluxo varia:
Passo 2 — trecho a trecho.
0 a 2 s e 6 a 8 s: B constante, .
2 a 4 s (B cai 0,8 T em 2 s):
5 a 6 s (B sobe 0,4 T em 1 s):
8 a 10 s (B cai 0,4 T em 2 s):
Passo 3 — a corrente de 8 s a 10 s. Com R = 2,0 Ω:
A alternativa E está correta.
Por que não as outras: (A) entre 0 e 2 s o campo não varia: a FEM é zero, não máxima. (B) a FEM de 2 a 4 s é V, não . (C) de 5 a 6 s a corrente é A (quem vale é a FEM). (D) de 6 a 8 s o fluxo é constante e diferente de zero: Wb; o que é zero é a FEM.
⚠️ A armadilha: confundir fluxo com variação de fluxo. Campo grande e parado (0 a 2 s) não induz nada; o que induz é o campo mudando.
A ideia em uma frase: a FEM induzida é a inclinação do gráfico do fluxo: trecho horizontal não induz, trecho mais íngreme induz mais.
Resposta: alternativa E ( 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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.