Questão 133 do Enem 2017 comentada

Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Física · Magnetismo e eletromagnetismo. Tente responder antes de abrir o gabarito.

  • Enem 2017
  • 2º dia
  • Natureza
  • Física
  • Magnetismo e eletromagnetismo
  • Habilidade H21
  • Dificuldade média

Para demonstrar o processo de transformação de energia mecânica em elétrica, um estudante constrói um pequeno gerador utilizando:

• um fio de cobre de diâmetro D enrolado em N espiras circulares de área A; • dois ímãs que criam no espaço entre eles um campo magnético uniforme de intensidade B; e • um sistema de engrenagens que lhe permite girar as espiras em torno de um eixo com uma frequência f. Ao fazer o gerador funcionar, o estudante obteve uma tensão máxima V e uma corrente de curto-circuito i. Para dobrar o valor da tensão máxima V do gerador mantendo constante o valor da corrente de curto i, o estudante deve dobrar o(a)

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Gabarito oficial (INEP): A

Pela lei de Faraday, a tensão máxima do gerador é V = N·B·A·2πf. A corrente de curto-circuito é i = V/R, em que R é a resistência do fio. O comprimento do fio é L = N·(perímetro de uma espira) ∝ N·√A, e R = ρ·L/S, com S = πD²/4. Logo R ∝ N·√A/D².

Assim, i = V/R ∝ (N·f·B·A)/(N·√A/D²) = f·B·√A·D². O número de espiras N aparece no numerador e no denominador e se cancela na corrente.

Para dobrar V mantendo i constante, dobra-se N: V dobra e R também dobra, de modo que i = V/R não muda.

  • B: dobrar f dobra V, mas também dobra i.
  • C: dobrar B dobra V, mas também dobra i.
  • D: dobrar A dobra V, mas R aumenta só √2 vezes (R ∝ √A), então i aumenta √2 vezes e não permanece constante.
  • E: dobrar D não altera V, mas diminui R (R ∝ 1/D²) e aumenta i; além disso, não dobra V.

Dica Enem: em questões de geradores, escreva V (Faraday) e R (resistência do fio) em função das grandezas. Muitas vezes a pegadinha é que a grandeza que dobra V também altera a corrente.

Conceitos cobrados: Lei de Faraday-Lenz e força eletromotriz induzida em espiras; Resistência elétrica (ρL/S) e lei de Ohm; Análise de proporcionalidade em circuitos.

Comentário gerado por IA a partir do gabarito oficial e revisado automaticamente; pode conter erros — o gabarito do INEP prevalece. Dificuldade pelo parâmetro b divulgado pelo INEP nos microdados: 1,45.

Fonte: Prova oficial do Enem (INEP), ano 2017, 2º dia, questão 133.
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