Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreender o conceito de campo magnético gerado por uma espira de corrente. Os alunos deverão ser capazes de identificar e descrever as características do campo magnético gerado por uma espira, incluindo sua direção e intensidade.

2. Aplicar a regra da mão direita para determinar a direção do campo magnético de uma espira. Os alunos deverão ser capazes de demonstrar o uso da regra da mão direita em situações práticas, como a determinação do campo magnético no centro de uma espira plana.

3. Calcular o valor do campo magnético no centro de uma espira plana utilizando a fórmula de Ampère. Os alunos deverão ser capazes de resolver problemas que envolvam o cálculo do campo magnético no centro de uma espira, utilizando a fórmula de Ampère.

   Objetivos secundários:

   • Desenvolver habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas através da aplicação de conceitos teóricos em situações práticas.

   • Estimular a participação ativa dos alunos durante a aula, promovendo a discussão e a troca de ideias.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de Conteúdos Prévios: O professor inicia a aula fazendo uma revisão dos conceitos de corrente elétrica, campo magnético e espira. Ele pode usar exemplos práticos e situações do cotidiano para reforçar a importância desses conceitos e como estão interligados. (3 - 4 minutos)

2. Situação Problema 1: O professor propõe a seguinte situação: "Imagine que você está projetando um motor elétrico. Como você garantiria que o campo magnético gerado pelas espiras do motor seja na direção correta e com a intensidade necessária para o funcionamento do motor?" O professor incentiva os alunos a pensarem na importância do campo magnético e em como ele pode ser controlado. (3 - 4 minutos)

3. Contextualização: O professor destaca a importância do campo magnético gerado por uma espira de corrente em diversas aplicações do dia a dia, como motores elétricos, transformadores, discos rígidos de computador, entre outros. Ele pode usar imagens e vídeos para ilustrar esses exemplos e tornar a aula mais interessante. (2 - 3 minutos)

4. Introdução do Tópico: O professor introduz o conceito de campo magnético gerado por uma espira de corrente, explicando que a corrente elétrica que circula por uma espira cria um campo magnético em seu interior. Ele pode usar uma espira de fio de cobre e uma bússola para demonstrar o efeito prático desse fenômeno. (2 - 3 minutos)

5. Situação Problema 2: O professor propõe a seguinte situação: "Imagine que você tem uma espira de fio de cobre e uma bússola. Como você poderia usar a bússola para determinar a direção e a intensidade do campo magnético gerado pela espira?" O professor encoraja os alunos a pensarem em possíveis experimentos e a aplicarem a regra da mão direita. (2 - 3 minutos)

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade Prática 1 - Construindo uma Espira de Corrente (10 - 12 minutos): O professor divide a turma em pequenos grupos e fornece a cada grupo um pedaço de fio de cobre, uma pilha, uma bússola e um pedaço de papel. Ele instrui os alunos a enrolarem o fio de cobre no papel, formando uma espira, e a conectarem as extremidades do fio de cobre à pilha. Em seguida, os alunos devem colocar a bússola próxima à espira e observar o desvio da agulha da bússola. O professor orienta os alunos a repetirem o experimento, variando o número de voltas do fio de cobre na espira e a intensidade da corrente elétrica. Durante a realização da atividade, o professor deve circular pela sala, esclarecendo dúvidas e orientando os alunos. Ao final, os alunos devem registrar os resultados de seus experimentos e discutir as observações.

2. Atividade Prática 2 - Aplicando a Regra da Mão Direita (5 - 7 minutos): O professor continua a atividade prática anterior, pedindo aos alunos que, com base nos resultados obtidos, apliquem a regra da mão direita para determinar a direção do campo magnético gerado pela espira. O professor deve reforçar a importância de segurar a espira de forma que a corrente elétrica circule no sentido dos dedos da mão direita, e que a direção do polegar da mão direita aponta para a direção do campo magnético. Os alunos devem registrar suas observações e discutir os resultados.

3. Atividade Prática 3 - Calculando o Campo Magnético (5 - 6 minutos): O professor propõe um desafio aos alunos: calcular o valor do campo magnético no centro de uma espira plana utilizando a fórmula de Ampère. O professor fornece a fórmula e as medidas da espira (raio e número de voltas do fio de cobre), e os alunos devem resolver o problema em seus grupos. O professor deve circular pela sala, auxiliando os alunos e esclarecendo dúvidas. Ao final, os alunos devem apresentar suas soluções e o professor deve corrigir os erros e reforçar os acertos.

4. Discussão em Grupo (3 - 5 minutos): Para finalizar a etapa de Desenvolvimento, o professor promove uma discussão em grupo, onde cada grupo apresenta suas conclusões e soluções para as atividades práticas. O professor deve incentivar os alunos a explicarem seus raciocínios e a trocarem ideias entre si. Ele pode fazer perguntas que promovam a reflexão dos alunos sobre os conceitos estudados e a aplicação dos mesmos em situações práticas.

Retorno (10 - 12 minutos)

1. Discussão em Grupo (3 - 4 minutos): O professor convida os representantes de cada grupo a compartilharem as soluções e conclusões que chegaram durante as atividades práticas. Os alunos devem explicar o que entenderam sobre a regra da mão direita, o campo magnético gerado por uma espira e como calcularam a intensidade desse campo. Durante essa discussão, o professor deve fazer perguntas para verificar a compreensão dos alunos e esclarecer possíveis dúvidas.

2. Conexão com a Teoria (2 - 3 minutos): O professor, então, faz uma conexão entre as atividades práticas e a teoria apresentada no início da aula. Ele reforça a importância do campo magnético gerado por uma espira de corrente em diversas aplicações do dia a dia, e como a regra da mão direita e a fórmula de Ampère são usadas para determinar a direção e a intensidade desse campo. O professor pode usar as anotações feitas pelos alunos durante as atividades práticas para ilustrar essa conexão.

3. Reflexão (3 - 4 minutos): O professor propõe que os alunos reflitam por um minuto sobre as respostas para as seguintes perguntas:

   • Qual foi o conceito mais importante aprendido hoje?
   • Quais questões ainda não foram respondidas?

   Em seguida, o professor pede que alguns alunos compartilhem suas reflexões. Ele deve ressaltar a importância de refletir sobre o que foi aprendido, identificar as dúvidas e buscar respostas para elas.

4. Feedback e Encerramento (1 - 2 minutos): O professor finaliza a aula pedindo aos alunos que dêem um feedback sobre a aula, o que eles acharam mais interessante, o que poderia ser melhorado, etc. Ele agradece a participação de todos e reforça a importância do estudo contínuo e do esforço para compreender os conceitos de Física. O professor pode, também, dar uma prévia do que será estudado na próxima aula.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo dos Conteúdos (1 - 2 minutos): O professor inicia a Conclusão da aula fazendo um breve resumo dos principais pontos abordados. Ele reitera a definição de campo magnético, espira de corrente, a regra da mão direita e a fórmula de Ampère. Este momento é importante para reforçar os conceitos e garantir que os alunos compreenderam o conteúdo.

2. Conexão entre Teoria e Prática (1 - 2 minutos): O professor destaca como a aula conectou a teoria com a prática. Ele menciona as atividades realizadas, como a construção da espira de corrente e a aplicação da regra da mão direita, que permitiram aos alunos visualizar e experimentar o conceito de campo magnético em ação. O professor enfatiza como a compreensão teórica desses conceitos é fundamental para a aplicação prática em diversas tecnologias do cotidiano.

3. Materiais Extras (1 - 2 minutos): O professor sugere materiais extras para os alunos aprofundarem seu entendimento sobre o campo magnético gerado por uma espira de corrente. Ele pode indicar livros, sites, vídeos e experimentos que os alunos podem realizar em casa. Alguns exemplos podem ser:

   • O livro "Física - Eletromagnetismo" de Halliday, Resnick e Walker, que aborda de maneira detalhada o tema.
   • O site "Khan Academy", que oferece vídeos e exercícios interativos sobre o assunto.
   • O experimento de Oersted, que demonstra a relação entre corrente elétrica e campo magnético.

4. Aplicações Práticas (1 minuto): Por fim, o professor reforça a importância do campo magnético gerado por uma espira de corrente em diversos aspectos do dia a dia, como na geração de energia elétrica, funcionamento de motores e transformadores, e até mesmo em tecnologias como os discos rígidos de computador. Ele encerra a aula incentivando os alunos a observarem essas aplicações no cotidiano, para que possam ver a Física em ação e compreender sua relevância na sociedade.

A Conclusão da aula é um momento valioso para consolidar o aprendizado, estimular o autoestudo e demonstrar a aplicabilidade do conhecimento, incentivando os alunos a continuarem interessados e engajados na disciplina.