Questão 105 — ENEM 2022 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletrodinâmica (circuitos elétricos, Lei de Ohm, instrumentos de medida)
• ⚡ Nível: Médio — exige reconhecer, pela topologia do circuito na figura, se o multímetro está em série ou em paralelo antes de calcular.
• 🎯 Tema/Habilidade: Uso correto de multímetros (voltímetro × amperímetro) associado à Lei de Ohm em um circuito resistivo simples.
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Ao ligar o multímetro 1, que grandeza física ele vai medir e qual valor aparecerá no visor?"
• Palavras-chave decisivas: multímetro 1 conectado, porém desligado, multímetro 2 indica 5,62, resistência de 40 Ω
• Armadilha típica: usar a tensão nominal das pilhas (4 × 1,5 = 6,0 V) para calcular, em vez do valor real de 5,62 V já medido pelo multímetro 2 — ou trocar a grandeza, achando que o multímetro 1 também mede tensão.
• O que a resposta precisa demonstrar: primeiro, identificar a grandeza pela forma como o multímetro 1 está fisicamente ligado (série ou paralelo); depois, calcular o valor correto com os dados da figura.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Voltímetro: ligado sempre em paralelo ao trecho cuja diferença de potencial se quer medir; resistência interna muito alta, para não desviar corrente do ramo original.
• Amperímetro: ligado sempre em série no percurso do circuito, de modo que toda a corrente medida o atravesse; resistência interna muito baixa, para não alterar a corrente.
• Lei de Ohm: U = R × i — relaciona tensão (V), resistência (Ω) e corrente (A) em um resistor ôhmico, como o filamento da lâmpada.
• Resistência interna das pilhas: a fem nominal é a soma das tensões individuais (4 × 1,5 V = 6,0 V), mas parte se perde internamente com a corrente circulando — por isso a tensão nos terminais é sempre um pouco menor que a nominal.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "quatro pilhas em série, cada uma com 1,5 V" → fem nominal total = 4 × 1,5 = 6,0 V, o "teto" teórico de tensão da fonte.
• Evidência 2 (figura): o multímetro 2 tem as pontas de prova ligadas diretamente aos dois terminais da lâmpada — conexão em paralelo — e mostra 5,62. Um valor dessa ordem só faz sentido como tensão (próximo dos 6 V nominais); logo, o multímetro 2 já atua como voltímetro, indicando a tensão real sobre a lâmpada.
• Evidência 3 (figura): o multímetro 1 está inserido no próprio trecho do fio que liga a fonte ao restante do circuito — no caminho por onde a corrente precisa passar. É a assinatura de uma ligação em série.
• Síntese: como o multímetro 2 já é o voltímetro (em paralelo com a lâmpada), o multímetro 1, em série no mesmo laço, só pode ser o amperímetro. Basta aplicar a Lei de Ohm com U = 5,62 V e R = 40 Ω para achar a corrente que ele vai exibir.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar a grandeza medida pelo multímetro 1

O multímetro 2 está em paralelo com a lâmpada, funcionando como voltímetro e indicando 5,62 V (tensão real que chega à lâmpada). O multímetro 1 está em série com a lâmpada e as pilhas, de modo que toda a corrente do circuito o atravessa — assinatura de amperímetro. Logo, ao ligá-lo, ele indicará corrente elétrica, o que já elimina D e E, que apontam tensão elétrica.

Subpasso 4.2 — Calcular o valor com a Lei de Ohm

A lâmpada é um resistor ôhmico de R = 40 Ω. A tensão real sobre ela (já com a queda na resistência interna das pilhas descontada) é U = 5,62 V. Pela Lei de Ohm:

U = R × i → i = U / R → i = 5,62 / 40 → i = 0,1405 A → i ≈ 0,14 A

Subpasso 4.3 — Verificação

Com 4 pilhas de 1,5 V, a fem nominal é 6,0 V; a tensão medida (5,62 V) é um pouco menor, pois 6,0 − 5,62 = 0,38 V se perdem na resistência interna das pilhas. Refazendo em ordem inversa: i × R = 0,14 × 40 = 5,6 V ≈ 5,62 V ✓ (diferença apenas de arredondamento). O valor bate com a alternativa A, e a grandeza (corrente) é coerente com a ligação em série vista na figura.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) corrente elétrica e 0,14.

✅ Correta: o multímetro 1 está em série no circuito — assinatura do amperímetro — e i = U/R = 5,62/40 = 0,14 A.

B) corrente elétrica e 0,15.

❌ Incorreta: acerta a grandeza, mas erra o valor. Surge de usar a tensão nominal (6,0 V) em vez da real (5,62 V): 6,0/40 = 0,15 A, ignorando a queda na resistência interna das pilhas.

C) corrente elétrica e 0,29.

❌ Incorreta: acerta a grandeza, mas o valor é quase o dobro de 0,14 A — compatível com dividir por 20 Ω em vez de 40 Ω, metade da resistência real da lâmpada.

D) tensão elétrica e 0,14.

❌ Incorreta: mistura a grandeza errada (tensão) com o valor numérico correto da corrente. É o erro mais perigoso: o cálculo até sai certo, mas ignora como o instrumento está fisicamente ligado (série = corrente, não tensão).

E) tensão elétrica e 225.

❌ Incorreta: erra grandeza e valor. O número 225 aproxima-se de 40 × 5,62 ≈ 224,8 — surge de multiplicar R por U em vez de dividir, uma inversão da Lei de Ohm sem sentido físico num circuito de 6 V.

🏆 Gabarito: A — o multímetro 1, ligado em série, mede corrente elétrica; aplicando i = U/R = 5,62/40, obtém-se i ≈ 0,14 A.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: A é a única alternativa que combina a grandeza correta — corrente elétrica, pela ligação em série do multímetro 1 — com o valor correto pela Lei de Ohm, 0,14 A.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma testar, na mesma questão, instrumentação elétrica e Lei de Ohm juntas, em contextos cotidianos como lanternas e chuveiros elétricos.
• Generalização: diante de um instrumento inserido em um circuito, identifique primeiro como ele está ligado — série indica amperímetro (corrente); paralelo indica voltímetro (tensão) — só depois entra a Lei de Ohm.
• Dica de eliminação rápida: separe as alternativas em dois grupos por grandeza (corrente: A, B, C; tensão: D, E) e decida, pela ligação na figura, qual grupo é correto — isso já elimina duas opções antes de calcular.
• Conexões: associação de resistores, resistência interna de geradores reais e a Primeira Lei de Ohm em circuitos resistivos simples.