PLANOS DE AULA DO MATERIAL INSTRUCIONAL

Professor: Alencar

Material a ser aplicado a uma turma de 30 alunos do terceiro ano do Ensino Médio em seis períodos de 50 min cada.

Plano para 1ª aula

Objetivos gerais: - Identificar e descrever o sentido da corrente elétrica real e convencional;

- Calcular e reconhecer as grandezas físicas e suas respectivas unidades de medida;

- Identificar em um circuito elétrico simples quando ocorre a passagem de corrente elétrica. Duração: 1 período de 50 min Conteúdos:

- Campo elétrico;

- Associação de resistores;

- Intensidade da corrente elétrica;

- Corrente convencional e real.

Desenvolvimento:

- Relembrar conceitos sobre campo elétrico, corrente elétrica e associação de

resistores;

- Apresentação do material instrucional;

- Resolução dos exercícios contidos no “GUIA DO ALUNO 1ª AULA”

- Acesso a simulação disponível em:

http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-ac-virtual-lab,

onde o aluno construirá circuitos elétricos para verificar a passagem de corrente

elétrica. Esta simulação pode ser acessada na página do professor no link:

“Simuladores”.

Recursos didáticos: Computador com acesso à internet.

Avaliação: Será avaliada a participação do aluno no decorrer das atividades.

Atividade: Exercícios: 1) Calcule a corrente elétrica fluindo pelo resistor e a potência dissipada ao

aplicarmos uma diferença de potencial de 90,0 V em um resistor de 30,0 Ω.

2) (PUC-RIO 2009) No circuito apresentado na figura, onde V = 12 V, R1 = 5 Ω, R2 = 2

Ω, R3 = 2 Ω, podemos dizer que a corrente medida pelo amperímetro A colocado

no circuito é:

3) Considere um fio condutor conforme o da figura. Um campo elétrico E

, apontando para a esquerda, é aplicado nesse fio. Qual será o sentido da corrente de elétrons e o sentido da corrente convencional no fio?

← E

4) (UFMG 2010) Um professor pediu a seus alunos que ligassem uma lâmpada a uma

pilha com um pedaço de fio de cobre. Nestas figuras, estão representadas as montagens feitas por quatro estudantes:

Considerando-se essas quatro ligações, é CORRETO afirmar que a lâmpada vai acender apenas: A) Na montagem de Mateus; B) Na montagem de Pedro; C) Nas montagens de João e Pedro; D) Nas montagens de Carlos, João e Pedro.

5) (Uerj 2000) A figura abaixo mostra quatro passarinhos pousados em um circuito no qual uma bateria de automóvel alimenta duas lâmpadas. Ao ligar-se a chave S, o passarinho que pode receber um choque elétrico é o de número: a) I b) II c) III d) IV

Explique o motivo por que o passarinho recebe um choque elétrico devido a sua posição.

Plano para 2ª aula

Objetivos gerais:

- Identificar e descrever o sentido da força magnética;

- Calcular e reconhecer as grandezas físicas e suas respectivas unidades de medida;

- Identificar as linhas de indução de um ímã.

Duração: 1 período de 50 min

Conteúdos:

- Pólos de um ímã;

- Campo magnético ;

- Intensidade do campo magnético;

- Direção e sentido da força magnética.

Desenvolvimento:

- Relembrar conceitos sobre campo magnético, polos de um ímã e intensidade da

força magnética;

- Apresentação do material instrucional;

- Resolução dos exercícios contidos no “GUIA DO ALUNO 2ª AULA”

- Acesso a simulação disponível em:

http://www.walter-fendt.de/ph14br/lorentzforce_br.htm e também na página do

professor no link “Simuladores”, onde o aluno verificará a direção e o sentido da

força magnética (Força de Lorentz).

Recursos didáticos: Quadro, giz e computador com acesso à internet.

Avaliação: Será avaliada a participação do aluno no decorrer das atividades.

Atividade:

Exercícios

1) Uma carga elétrica puntiforme de 1,0 . 10-5C passa com velocidade 2,5 m/s na

direção perpendicular a um campo de indução magnética e fica sujeita a uma força

de intensidade 5,0 . 10-4N.

a) Determine a intensidade deste campo.

b) Faça um esquema representando as grandezas vetoriais envolvidas.

2) (MED - ITAJUBÁ)

I. Uma carga elétrica submetida a um campo magnético sofre sempre a ação de uma

força magnética.

II. Uma carga elétrica submetida a um campo elétrico sofre sempre a ação de uma

força elétrica.

III. A força magnética que atua sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um

campo magnético, é sempre perpendicular à velocidade da carga.

Aponte abaixo a opção correta:

a) Somente I está correta.

b) Somente II está correta.

c) Somente III está correta.

d) II e III estão corretas.

e) Todas estão corretas.

3) (PUC) Um elétron num tubo de raios catódicos está se movendo paralelamente ao

eixo do tubo com velocidade 107 m/s. Aplicando-se um campo de indução magnética

de 2T, paralelo ao eixo do tubo, a força magnética que atua sobre o elétron vale:

a) 3,2 . 10-12N b) nula c) 1,6 . 10-12 N d) 1,6 . 10-26 N e) 3,2 . 10-26 N

4) Para determinar o sentido da força magnética podemos utilizar a “regra do tapa”,

com a mão direita. Tanto ela pode ser usada para uma carga elétrica em movimento

dentro de um campo magnético como para um condutor que transporta uma

corrente elétrica, também em um campo magnético. Para reforçar o uso dessa

“artimanha”, acesse a simulação sobre Força de Lorentz e verifique a direção e o

sentido da força magnética. Faça alterações no sentido da corrente e também na

polaridade do ímã e verifique novamente o sentido da força magnética está de

acordo com a “regra do tapa”.

Plano para 3ª aula

Objetivos gerais:

- Verificar e compreender que a corrente elétrica que chega a nossas casas é a

transformação de uma forma de energia em energia elétrica;

- Identificar e descrever como ocorre a geração de corrente elétrica;

- Diferenciar força eletromotriz de diferença de potencial;

- Entender o conceito de fluxo magnético, Lei de Faraday e de Lenz;

- Calcular e reconhecer as grandezas físicas e suas respectivas unidades de medida.

Duração: 2 períodos de 50 min cada

Conteúdos:

- Indução magnética;

- Fluxo magnético;

- Intensidade do campo magnético;

- Direção e sentido da força magnética.

Desenvolvimento:

- Apresentação do material instrucional;

- Resolução dos exercícios contidos no “GUIA DO ALUNO 3ª AULA”

- Acesso a simulação disponível em:

http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/generator e também na página do

professor no link “Simuladores”, onde o aluno irá verificar o processo pelo qual

ocorre a força eletromotriz e o surgimento de uma corrente elétrica induzida.

Recursos didáticos: Computador com acesso à internet.

Avaliação: Será avaliada a participação do aluno no decorrer das atividades.

Atividades:

Roteiro para utilizar o simulador sobre gerador elétrico

Atividade 1

a) Primeiramente se familiarize com os comandos do applet sobre gerador elétrico;

b) Utilize a primeira aba (Ímã em Barra) e responda como se orienta a bússola ao

aproximar o ímã com o polo norte. E quando você inverte a polaridade, como a

bussola se orienta novamente?

c) Utilize a segunda aba (Solenoide) e com os conhecimentos que você possui mais a

utilização do applet responda o que é necessário para gerar energia elétrica. As

bolinhas em movimento representam os elétrons livres, mas isso é apenas uma

modelagem do que realmente é a corrente elétrica. Responda se o movimento

que você vê é o da corrente elétrica convencional ou da corrente real.

d) Utilize a quinta aba (Gerador) e movimente o ímã com o acionamento da torneira

e responda: (1) Em que posição do ímã a lâmpada não emite luz; (2) Em que

posição do ímã a lâmpada emite maior intensidade de luz; (3) Modifique a

lâmpada pelo voltímetro (Tensão) e responda por que ora ele marca a tensão do

lado negativo e ora do lado positivo.

Atividade 2

Exercícios

1) Descreva a Lei de Faraday e escreva a equação que fornece o valor da força

eletromotriz.

2) A partir do texto f.e.m ≠ d.d.p, disponível na página do professor diferencie força

eletromotriz de diferença de potencial.

3) Considere as figuras 1 e 2 e mostre o sentido da corrente elétrica induzida na

espira quando: afastamos (figura 1) e aproximamos (figura 2) o ímã. Qual Lei Física

você se baseou para determinar o sentido da corrente elétrica.

4) (FUVEST 2009) Dínamos de bicicleta, que são geradores de pequeno porte, e

usinas hidrelétricas funcionam com base no processo de indução eletromagnética,

descoberto por Faraday. As figuras abaixo representam esquematicamente o

funcionamento desses geradores.

Nesses dois tipos de geradores, a produção de corrente elétrica ocorre devido a transformações de energia: A) Mecânica em energia elétrica B) Potencial gravitacional em energia elétrica C) Luminosa em energia elétrica

D) Potencial elástica em energia elétrica E) Eólica em energia elétrica

5) (FUVEST 2009) Uma das mais importantes formas de produção de energia elétrica,

em nossa vida cotidiana, é proveniente de processos de transformação que envolvem

a obtenção dessa energia pelo movimento. A construção de geradores de energia

elétrica baseia-se nos estudos de Faraday, que observou correntes elétricas

(induzidas) em circuitos fechados, sem que pilhas ou baterias estivessem conectadas

aos mesmos. As figuras representam, esquematicamente, situações fundamentais

para a compreensão das condições necessárias para a obtenção de corrente elétrica

induzida.

Correntes elétricas induzidas aparecem em um circuito fechado quando: I. um ímã ou uma bobina permanecem parados próximos ao circuito. II. um ímã ou um eletroímã movem-se na região do circuito. III. ocorrem variações, com o tempo, do campo magnético na região do circuito.

Está correto o que se afirma apenas em: A) I B) II C) III D) I e III

Plano para 4ª aula

Objetivo geral:

- Verificar o aprendizado do discente por meio de uma prova que contemplará todos

os conteúdos trabalhados com esse material instrucional.

Duração: 2 períodos de 50 min cada

Conteúdos:

- Campo elétrico;

- Associação de resistores;

- Intensidade da corrente elétrica;

- Corrente convencional e real;

- Pólos de um ímã;

- Campo magnético ;

- Indução magnética;

- Fluxo magnético;

- Intensidade do campo magnético;

- Direção e sentido da força magnética.

Desenvolvimento:

Aplicação de uma prova que contemple todos os conteúdos do material instrucional.

Recursos didáticos: Prova impressa

Avaliação: Prova.