Questão do ENEM 2024

Ciências da Natureza · habilidade 5Caderno Cinza · Questão 92

Uma caixa decorativa utiliza duas pequenas lâmpadas, $\mathrm{L_1}$ (6 V – 9 W) e $\mathrm{L_2}$ (12 V – 18 W), ligadas em série a uma bateria de tensão $V_{\mathrm{QR}}$ . Um fio resistivo QR, de 48 centímetros, está ligado em paralelo à bateria. Cinco pontos, A, B, C, D e E, dividem o fio QR em seis segmentos de comprimentos iguais. O circuito também tem um amperímetro com dois terminais. Um dos terminais (P) está ligado ao fio entre as duas lâmpadas. O outro terminal (S) está livre e será ligado ao fio QR. Dependendo do ponto em que esse terminal livre for conectado, ocorrerá a mudança na tensão à qual as lâmpadas são submetidas. Os demais fios do circuito têm resistências elétricas desprezíveis. A figura ilustra esse circuito.

Em qual desses pontos o amperímetro deve ser conectado para que as lâmpadas acendam exatamente segundo as especificações de tensão e potência elétricas fornecidas?

Alternativa A: A
Justificativa
Esta alternativa está errada. Com a ligação feita no ponto mais próximo de Q, a 8 cm dele (um sexto do fio), L1 ficaria submetida a apenas um sexto da tensão da bateria, e L2 a cinco sextos dela. Com a bateria de 18 V necessária ao funcionamento, L1 receberia 3 V, e não os 6 V especificados, e L2 receberia 15 V em vez de 12 V. Quem a escolhe não percebe que as tensões nominais das lâmpadas são diferentes.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa B: B gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Pelas especificações, L1 opera com 6 V e L2 com 12 V, ambas com corrente de 1,5 A ( $9/6$ e $18/12$ ). O amperímetro tem resistência desprezível; ao ligar P ao fio QR, L1 fica sob a tensão entre Q e o ponto de ligação, e L2 sob a tensão entre esse ponto e R. Como o fio é homogêneo, a tensão é proporcional ao comprimento. A razão 6 V para 12 V é de 1 para 2, e o ponto deve ficar a um terço de QR, ou seja, a 16 cm de Q, o segundo ponto marcado a partir dele.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa C: C
Justificativa
Esta alternativa está errada. Ligar no ponto central, a 24 cm de cada extremo, divide a tensão da bateria em partes iguais, e as duas lâmpadas ficariam sob a mesma tensão (9 V cada, com a bateria de 18 V). Como as especificações exigem 6 V em L1 e 12 V em L2, as tensões precisam estar na razão de 1 para 2, e não de 1 para 1. Quem a escolhe supõe, sem verificar, que dividir ao meio basta.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa D: D
Justificativa
Esta alternativa está errada. Com a ligação a 32 cm de Q, dois terços do fio, L1 ficaria sob dois terços da tensão da bateria (12 V, com a bateria de 18 V) e L2 sob um terço (6 V). As tensões saem invertidas em relação às especificações, e L1 seria submetida ao dobro da tensão nominal. Quem a escolhe confunde o lado do fio em que a proporção deve ser medida.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa E: E
Justificativa
Esta alternativa está errada. Com a ligação a 40 cm de Q, cinco sextos do fio, L1 ficaria sob cinco sextos da tensão da bateria (15 V, com a bateria de 18 V) e L2 sob um sexto (3 V). L1 receberia mais que o dobro da tensão nominal de 6 V, e L2 apenas um quarto da sua. Quem a escolhe inverte a proporção entre os dois trechos do fio.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria

Código INEP: 141594
Código da prova: 1422
Arquivo do PDF: 2024_PV_impresso_D2_CD6.pdf