Questão 98 do Enem 2020 comentada
Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Física · Magnetismo e eletromagnetismo. Tente responder antes de abrir o gabarito.
Em uma usina geradora de energia elétrica, seja através de uma queda-d’água ou através de vapor sob pressão, as pás do gerador são postas a girar. O movimento relativo de um ímã em relação a um conjunto de bobinas produz um fluxo magnético variável através delas, gerando uma diferença de potencial em seus terminais. Durante o funcionamento de um dos geradores, o operador da usina percebeu que houve um aumento inesperado da diferença de potencial elétrico nos terminais das bobinas. Nessa situação, o aumento do módulo da diferença de potencial obtida nos terminais das bobinas resulta do aumento do(a)
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Gabarito oficial (INEP): D
Pela lei de Faraday, a diferença de potencial induzida nas bobinas é proporcional à rapidez com que o fluxo magnético varia através delas: ε = −ΔΦ/Δt. Se o gerador gira mais rápido (maior velocidade angular), o fluxo varia com mais rapidez e a tensão nos terminais aumenta. O texto diz que o movimento relativo entre ímã e bobinas produz um fluxo variável, e a tensão depende da rapidez dessa variação.
Por isso, a alternativa D é a correta.
Por que as outras estão erradas:
- A) diminuir a velocidade do eixo reduz a rapidez da variação do fluxo, e a tensão cairia.
- B) o que gera tensão é a variação do fluxo no tempo, e não o valor do fluxo em si; além disso, a área das bobinas é fixa no gerador em funcionamento.
- C) o campo magnético é produzido pelo ímã do gerador e não é algo que se altere durante a operação; um aumento inesperado da tensão decorre da mudança na rapidez com que o fluxo varia, associada à rotação das pás.
- E) aumentar a espessura dos terminais não altera a diferença de potencial induzida; a resistência interna influencia a corrente e a tensão útil, mas não é a origem do aumento da tensão gerada.
Dica Enem: em questões de indução eletromagnética, lembre que a tensão induzida depende da rapidez de variação do fluxo no tempo; relacione isso com a velocidade de rotação do gerador.
Conceitos cobrados: Lei de Faraday e indução eletromagnética; Fluxo magnético variável; Gerador elétrico e velocidade de rotação.
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: 1,50.
Fonte: Prova oficial do Enem (INEP), ano 2020, 2º dia, questão 98.
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