Eletromagnetismo no Ensino Médio

Objetivo da avaliação

O conceito de corrente elétrica em meios diferentes foi construído pelos alunos? O que falta? Pretendo avaliar o progresso dos alunos na compreensão da natureza da corrente elétrica e sua condução em meios sólidos e em meios líquidos. Também avaliar a incorporação de novas formas de pensar e o uso da linguagem matemática.

sta avaliação foi aplicada após a atividade 5 (aula síntese), como estava previsto no meu planejamento de Eletromagnetismo.

Questões

1 - Qualquer movimento de elétrons livres constitui uma corrente elétrica? Justifique sua resposta.
Esta questão permite avaliar o que foi compreendido pelo aluno, por exemplo, a necessidade da
diferença de potencial para orientar o movimento dos elétrons num sentido preferencial.

2 - Indique na figura:
a) A direção e o sentido da corrente elétrica real.
b) O sentido da corrente elétrica convencional.

Esta questão permite avaliar se o aluno incorporou a ideia de que a corrente elétrica, no caso, os
elétrons se movimentam num único sentido e que a corrente convencional seria a das cargas positivas,
que se movimentam num sentido contrário ao movimento dos elétrons. Perceber também se os alunos
abandonaram a ideia de que existem duas correntes que se opõem.

3 - O que é necessário para uma corrente elétrica se estabelecer num fio condutor?
Esta questão também permite avaliar se o aluno entende que o circuito deve estar fechado e que a pilha
acumula cargas elétricas em seus polos, isto é, no polo negativo há um excesso de elétrons maior do
que no polo positivo e isso provoca uma diferença de potencial, que estabelece a corrente elétrica no
circuito.

4 - O que ocorre quando um dos fios perde contato com a lâmpada ou com a pilha?
Esta questão permite avaliar se o aluno entende que a lâmpada e a pilha devem fazer parte do circuito e
que não haverá corrente elétrica se o circuito estiver aberto.

5 - Observe a figura abaixo e explique o que representam os sinais + e - na solução. Represente o
sentido da corrente elétrica no fio e na solução.

Esta questão permite avaliar o que o aluno entendeu da experiência feita em sala de aula, a Eletrólise, e se ele entende que na solução os íons se movem em direção aos eletrodos, mas que a corrente elétrica é constituída pelo movimento das cargas em um único sentido. A corrente elétrica convencional é o movimento das cargas, do eletrodo positivo para o eletrodo negativo e na solução do eletrodo negativo para o positivo.

6 - Por uma secção transversal de um fio condutor, passam 5,0 . 10¹⁸ elétrons por segundo. Sendo o módulo da carga do elétron 1,6 . 10^-19C, qual a corrente estabelecida no fio?
Esta questão permite avaliar se o aluno consegue usar a linguagem matemática, ou seja, formalizar a
relação entre a corrente elétrica, a carga e o intervalo de tempo em que essa corrente atravessa uma
secção transversal do fio.

Segunda versão da avaliação

Objetivo da avaliação

Os conceitos de corrente elétrica e as condições necessárias para estabelecê-la e mantê-la em um circuito elétrico foram construídos pelos alunos? O que falta? avaliar o progresso dos alunos na compreensão da natureza da corrente elétrica e sua condução em meios sólidos e em meios líquidos. Avaliar também a incorporação de novas formas de pensar e o uso da linguagem matemática. Esta avaliação foi aplicada após a atividade 5, uma aula expositiva, como estava previsto no meu planejamento de Eletromagnetismo.

Questões:

1 - As figuras apresentam seis maneiras de ligar um lâmpada de lanterna, utilizando fios de cobre. Em
qual das opções a lâmpada acende? Por quê?

Esta questão permite avaliar se os alunos compreenderam que para existir corrente elétrica no circuito, este precisa estar fechado e para a lâmpada acender é necessário que ela faça parte do circuito, ou seja, a corrente elétrica precisa passar pelo filamento dela.

2 - Desenhe a figura escolhida na questão anterior e desenhe o caminho percorrido pela corrente
elétrica real em todo o circuito (use uma cor diferente).
Esta questão permite avaliar se o aluno incorporou a ideia de que a corrente elétrica real, isto é, os elétrons se movimentam num único sentido. Permite também perceber se o aluno abandonou a ideia de que existem duas correntes que se opõem.

3 - O que é corrente elétrica num meio sólido e num meio líquido?
Esta questão permite avaliar se o aluno entende a corrente elétrica real no fio como o movimento ordenado dos elétrons e na solução eletrolítica como o movimento ordenado dos íons positivos ou ainda o movimento de cargas elétricas do mesmo tipo num mesmo sentido. O aluno pode também falar da corrente convencional como o movimento das cargas positivas num sentido contrário ao dos elétrons.

4 - Quais são a condições para haver uma corrente elétrica num circuito?
Esta questão permite avaliar o entendimento do aluno a respeito do circuito ser fechado e dos pontos de contato de um polo da pilha com a base da lâmpada e o outro polo com a rosca da lâmpada.

5 - Quais são os papéis da pilha e do fio metálico num circuito elétrico?
Esta questão permite avaliar o entendimento do aluno de que a pilha é um gerador de cargas elétricas que se acumulam em seus polos com diferentes quantidades, por exemplo, no polo negativo um número maior de cargas elétricas negativas em relação ao polo positivo. E também o entendimento de que o fio é constituído de íons positivos, porque perderam os elétrons da camada de valência do átomo, sendo estes os elétrons livres, que podem constituir a corrente elétrica no circuito.

6 - Por que não podemos usar um fio de borracha?
Esta questão permite avaliar se o aluno entendeu que a borracha, por se isolante, não permite a passagem da corrente elétrica.

7 - Quando e por que a pilha acaba?
Esta questão permite avaliar se o aluno entendeu a pilha como geradora de cargas elétricas e assim, quando não for mais possível gerar cargas, por exemplo, quando não houver mais o processo de óxido – redução a pilha acaba.

8 - Qual o modelo atômico que permite explicar corrente elétrica? Por quê? Faça um desenho explicando este modelo.
Esta questão permite avaliar se o aluno entendeu que para haver corrente elétrica é necessário a existência de cargas elétricas em movimento, então o modelo atômico tem que ser o de Rutherford ou o de Bohr.

9 - Em um chuveiro com a chave ligada na posição inverno passam por segundo, na secção transversal do resistor que aquece a água 12,5 . 10¹⁹ elétrons. Determine a intensidade da corrente elétrica no resistor sabendo que o valor absoluto da carga do elétron é e = 1,6 . 10^-19 C.
Esta questão permite avaliar se o aluno consegue usar a linguagem matemática, ou seja, formalizar a relação entre a corrente elétrica, a carga elétrica e o intervalo de tempo em que essa corrente atravessa uma secção transversal do fio.

Ver o planejamento de Eletromagnetismo

Ver o experimento da Eletrólise