Exame de Física e Química A 2026 · 2.ª fase — item 8.1, resolvido

O ponto de partida. Uma pilha real comporta-se como um gerador ideal, de força eletromotriz $\epsilon$, com uma resistência interna $r$ em série. A força eletromotriz é a energia que o gerador fornece por unidade de carga; parte dela é dissipada dentro da própria pilha (por efeito Joule na resistência interna), e a tensão que chega aos terminais é o que sobra (formulário):

A curva característica da pilha é o gráfico desta expressão: uma reta decrescente. A ordenada na origem (o valor de $U$ para $I=0$) é a força eletromotriz; o declive é $-r$.

1.º — a corrente na pilha durante a leitura

«Antes da montagem do circuito»: a pilha não está ligada a nada, só ao voltímetro. Um voltímetro tem uma resistência interna muito elevada (idealmente infinita), e por isso praticamente não passa corrente pela pilha: $I=0$. É a situação de circuito aberto.

2.º — o valor lido

Com $I=0$, a pilha não dissipa nada na resistência interna:

O voltímetro lê a força eletromotriz — no gráfico, o ponto em que a reta corta o eixo vertical: $6,0\mathrm{V}$.

Resposta: opção (D).

a origem de cada opção errada

• (A) $0,0\mathrm{V}$ — pensa que, sem circuito montado, não há tensão. Não há corrente, mas a pilha mantém a diferença de potencial entre os terminais: é por isso que uma pilha guardada numa gaveta continua a «ter» $1,5\mathrm{V}$.
• (B) $2,0\mathrm{V}$ — é a diferença $6,0-4,0$, a queda de tensão na resistência interna, $rI$, quando a corrente é $1,0\mathrm{A}$. Sem corrente, essa queda é zero.
• (C) $4,0\mathrm{V}$ — lê o ponto assinalado pelas linhas tracejadas, que é a tensão nos terminais quando a pilha fornece $1,0\mathrm{A}$. É um valor do gráfico, mas para outra corrente.

onde se perdem pontos

Item de escolha múltipla, obrigatório: os $10$ pontos são tudo ou nada.

• Ir atrás das linhas tracejadas. Elas marcam um ponto para calcular o declive, não o ponto que o item pede.
• Confundir «sem circuito» com «sem tensão». Sem circuito exterior não há corrente; a tensão nos terminais é a máxima.
• Escrever duas respostas. Os critérios gerais dizem que, se for apresentada mais do que uma resposta ao mesmo item, só se classifica a que surgir em primeiro lugar.
• Não indicar a versão da prova. Sem indicação inequívoca da versão, todos os itens de seleção valem zero. Esta chave é a da Versão 1; na Versão 2 as opções estão por outra ordem.
• Deixar em branco. Errar não desconta; o branco vale $0$ de certeza.

a regra a fixar

Na curva característica $U=\epsilon -rI$: a ordenada na origem é a força eletromotriz (leitura de um voltímetro em circuito aberto) e o simétrico do declive é a resistência interna. Quanto mais corrente a pilha fornece, menor a tensão nos seus terminais.