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Questão 113 do ENEM 2025

2º dia · Ciências da Natureza · H20 · Física: Campo elétrico

A Figura 1 apresenta o esquema de um tubo de imagem em que um filamento, na posição A, libera elétrons por efeito termiônico. Esses elétrons formam um feixe estreito, que é acelerado por campos elétricos em direção à parte interna da tela. Nesse caminho, o feixe de elétrons passa por outro campo elétrico, na região B, atingindo, em seguida, a parte interna da tela do tubo, a qual é recoberta por um material que emite luz ao receber o impacto dos elétrons.

Figura 1: esquema de um tubo de raios catódicos. À esquerda, há o filamento na posição A, seguido por placas aceleradoras e as placas defletoras na região B. À direita, a tela do tubo exibe cinco posições marcadas por uma cruz pontilhada: 1 no topo, 2 na parte inferior, 4 à esquerda, 3 à direita e 5 no centro.

Na Figura 2, a carga negativa representa o feixe de elétrons que é acelerado e, posteriormente, atinge um ponto da tela. O campo elétrico na região B apresenta a seguinte configuração:

Figura 2: representação de duas placas condutoras paralelas na horizontal gerando um campo elétrico uniforme com linhas de força verticais apontando para cima (vetor E em azul). Uma partícula amarela de carga negativa se desloca horizontalmente para a direita com velocidade representada pelo vetor v em vermelho.

Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Física 3: eletromagnetismo. São Paulo: Edusp, 2000 (adaptado).

Nessa situação, qual ponto da tela será atingido pelo feixe de elétrons?

  1. A
    1
  2. B
    2
  3. C
    3
  4. D
    4
  5. E
    5
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Resolução comentada

O campo elétrico exerce sobre uma carga q a força \vec F = q\vec E. Se a carga é positiva, a força tem o mesmo sentido de \vec E; se é negativa, tem sentido oposto.

  1. Na Figura 2, o campo \vec E aponta para cima.
  2. O elétron tem carga negativa, então a força elétrica sobre ele aponta para baixo.
  3. A velocidade do elétron é horizontal, para a direita, e a força é vertical. Por isso, ao passar entre as placas, o elétron é desviado para baixo, como um projétil lançado horizontalmente (trajetória parabólica).
  4. Ao sair da região B, o feixe segue em linha reta, já inclinado para baixo, e atinge a tela abaixo do centro.

Na Figura 1, o ponto 5 é o centro (sem desvio), o 1 fica no topo, o 2 na parte inferior, o 4 à esquerda e o 3 à direita. Como o desvio é apenas vertical e para baixo, o ponto atingido é o 2.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa A engana quem esquece o sinal negativo do elétron e faz a força apontar no mesmo sentido do campo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AEsquece que a carga do elétron é negativa e faz a força ter o sentido do campo, desviando para cima.
  • CConfunde o desvio com a direção da velocidade; o campo é vertical e não desvia o feixe para o lado.
  • DO campo vertical não produz desvio horizontal, e a esquerda ainda seria oposta ao movimento.
  • EO centro só seria atingido se não houvesse campo; aqui há força elétrica que desvia o feixe.

Assuntos: Campo elétrico, Força magnética.

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