Física · 3ª Série EM

Ideias de aprendizagem ativa

Eletroímãs: Como a Eletricidade Gera Magnetismo

A construção de eletroímãs permite que os alunos manipulem diretamente os componentes que transformam energia elétrica em magnetismo, tornando o fenômeno tangível e visível. Essa abordagem prática desenvolve raciocínio científico e conecta teoria à realidade, essencial para a aprendizagem significativa em física.

• Habilidades BNCC
• EM13CNT103
• EM13CNT201

• 20–50 min
• Duplas → Turma toda
• 4 atividades

Atividade 01

• Aprendizagem Experiencial
• 45 min · Pequenos grupos

Estações Rotativas: Construção de Eletroímãs

Monte quatro estações com materiais: enrolar fio em prego, conectar bateria, testar força com clipes, variar espiras. Grupos rotacionam a cada 10 minutos, registrando número de clipes erguidos por configuração. Discuta resultados em plenária.

Como podemos criar um ímã usando eletricidade?

Dica de Facilitação

Durante a Estações Rotativas: Construção de Eletroímãs, monitore cada grupo para garantir que os fios estejam enrolados no mesmo sentido e que as conexões à fonte não estejam invertidas.

O que observar

Entregue aos alunos um pedaço de papel com a seguinte pergunta: 'Se você dobrar o número de espiras em um eletroímã mantendo a corrente constante, o que acontecerá com a força magnética? Explique sua resposta usando os termos: espiras, corrente elétrica e campo magnético.'

• Aplicar
• Analisar
• Avaliar
• Autoconsciência
• Autogestão
• Consciência Social

Atividade 02

• Aprendizagem Experiencial
• 50 min · Duplas

Teste de Variáveis: Fatores da Força Magnética

Em duplas, alunos constroem eletroímãs idênticos e testam: 1) intensidade de corrente com resistores; 2) número de espiras; 3) tipo de núcleo (ferro, ar). Meça força com balança ou clipes, anote em planilha.

Quais fatores influenciam a força de um eletroímã?

Dica de Facilitação

Na atividade Teste de Variáveis: Fatores da Força Magnética, forneça tabelas impressas para que os alunos registrem dados de corrente, espiras e massa suspensa de forma organizada.

O que observar

Durante a construção do eletroímã, circule pela sala e faça perguntas aos grupos: 'Qual material vocês escolheram para o núcleo e por quê?', 'Como vocês sabem que a corrente está fluindo?', 'O que vocês esperam que aconteça se adicionarem mais espiras?'

• Aplicar
• Analisar
• Avaliar
• Autoconsciência
• Autogestão
• Consciência Social

Atividade 03

• Aprendizagem Experiencial
• 30 min · Turma toda

Demonstração Coletiva: Aplicações Práticas

Classe toda observa eletroímã em campainha simulada ou guindaste de sucata. Desmonte para mostrar bobina e núcleo. Grupos propõem melhorias baseadas em testes prévios.

Onde os eletroímãs são utilizados no nosso dia a dia (campainhas, guindastes)?

Dica de Facilitação

Na Demonstração Coletiva: Aplicações Práticas, peça a voluntários para operarem os dispositivos montados, garantindo que todos possam observar o funcionamento em tempo real.

O que observar

Inicie uma discussão em classe com a pergunta: 'Além das campainhas e guindastes, onde mais vocês acham que os eletroímãs poderiam ser úteis? Pensem em tecnologias que dependem de atração ou repulsão magnética controlada.'

• Aplicar
• Analisar
• Avaliar
• Autoconsciência
• Autogestão
• Consciência Social

Atividade 04

• Aprendizagem Experiencial
• 20 min · Individual

Individual: Simulação Digital de Eletroímã

Use app PhET ou similar para variar parâmetros virtualmente. Compare resultados com experimentos reais, responda questionário sobre fatores influentes.

Como podemos criar um ímã usando eletricidade?

Dica de Facilitação

Durante a atividade Individual: Simulação Digital de Eletroímã, circule entre os estudantes para esclarecer dúvidas sobre como ajustar parâmetros na simulação.

O que observar

Entregue aos alunos um pedaço de papel com a seguinte pergunta: 'Se você dobrar o número de espiras em um eletroímã mantendo a corrente constante, o que acontecerá com a força magnética? Explique sua resposta usando os termos: espiras, corrente elétrica e campo magnético.'

• Aplicar
• Analisar
• Avaliar
• Autoconsciência
• Autogestão
• Consciência Social

Algumas notas sobre ensinar esta unidade

Comece com uma demonstração rápida de um eletroímã ligado e desligado para quebrar a ideia de magnetismo permanente. Evite explicar todos os conceitos antes da prática, pois a manipulação direta ativa a curiosidade e facilita a construção do conhecimento. Pesquisas mostram que a experimentação guiada, com espaço para erro e reteste, produz melhores resultados do que aulas expositivas sobre o tema.

Os alunos devem ser capazes de explicar como a corrente elétrica e o número de espiras influenciam a força magnética, além de relacionar essa compreensão a aplicações cotidianas. Espera-se que demonstrem curiosidade investigativa durante os testes e consigam corrigir concepções alternativas por meio da observação direta.

---

Cuidado com estes equívocos

• During Estações Rotativas: Construção de Eletroímãs, watch for students who believe the electromagnet will remain magnetic after the current stops.

  Use a fonte de energia para ligar e desligar o circuito em frente ao grupo, mostrando que o campo magnético desaparece imediatamente. Pergunte: 'O que aconteceu com o prego quando desligamos a corrente?' para reforçar a observação.

• During Teste de Variáveis: Fatores da Força Magnética, watch for students who assume increasing voltage always strengthens the magnet regardless of wire resistance.

  Peça aos alunos que calculem a corrente real com um multímetro antes de aumentar a voltagem. Pergunte: 'Por que a corrente não dobrou quando a voltagem dobrou?' para levá-los a considerar a resistência do fio e o aquecimento.

• During Demonstração Coletiva: Aplicações Práticas, watch for students who think electricity and magnetism are unrelated phenomena.

  Use a limalha de ferro ao redor do fio com corrente para mostrar as linhas de campo. Pergunte: 'O que vocês observam ao redor do fio quando a corrente passa?' para conectar visualmente eletricidade e magnetismo.

---

Metodologias usadas neste resumo

• Aprendizagem Experiencial