Exercice sur la force électrique Sachant qu`une boule positive de 8 x

STE
Exercice sur la force électrique
Nom: ______________________________
Sachant qu'une boule positive de 8 x 10-11 C est placée près d'une boule négative
de 2 x 10-9 C à une distance de 7 mm, réponds aux questions suivantes.
1. Identifie chacun des chiffres ci-dessus avec la variable qu'ils représentent (leur lettre
dans la formule).
2. Transforme les unités de la distance en mètre.
3. Écris la formule pour calculer la force électrique.
4. À partir de la formule précédente, remplace chaque variable par sa valeur (le chiffre)
s'il y a lieu.
5. Multiplie le k avec le q1 et le q2 et note ta réponse.
6. Calcule le carré de la distance (en mètre).
7. Calcule la force électrique à l'aide des résultats aux # 5 et 6.
1
Réponds aux questions suivantes:
1. Les trois illustrations suivantes représentent des champs électriques :
a) Quels sont les signes des charges A, B, C, D et E ?
A:
B:
C:
D:
E:
b) Quel champ électrique semble le plus intense ? Justifie ta réponse.
2. a) Quelle est la grandeur de la force électrique entre deux sphères situées à 5 cm de
distance et chargées positivement si la charge de la première sphère est de 7 X 10-7 C
et la charge de la deuxième sphère est de 4 X 10-7 C ?
b) S’agit-il d’une force d’attraction ou de répulsion ? Justifiez votre réponse.
c) Qu’adviendrait-il de la valeur de la force électrique si on diminuait de moitié la
distance entre les charges ?
3. Soit une charge électrique positive de 6 X 10-8 C et une charge négative de valeur
inconnue. Quelle est la valeur de la charge négative si les 2 charges sont placés à 20
cm et que la force électrique est égale à 5 N ?
2
NOM :
GROUPE :
STE / Le champ électrique
1. Complétez les phrases suivantes, qui portent sur le champ électrique.
a) L’intensité d’un champ électrique dépend de la
et de la
.
b) Plus la charge de l’objet qui produit le champ est
, plus
l’intensité du champ électrique est grande, tandis que plus la distance par rapport à l’objet
chargé est grande, plus l’intensité du champ électrique est
.
c) Par convention, les lignes de champ électrique pointent vers l’extérieur lorsque la charge est
et vers l’intérieur lorsque la charge est
.
d) La force électrique entre deux charges, décrite par la loi de Coulomb, est une force
d’
si les deux charges sont de signes opposés, et une force
de répulsion si les charges sont de
.
2. Complétez les illustrations suivantes en y ajoutant les lignes de champ électrique ou le signe
(positif ou négatif) de la sphère chargée.
a)
b)
c)
d)
Synergie • Univers matériel • Concepts 8.4
3
3. Répondez aux questions suivantes.
a) Quelle est la grandeur de la force électrique entre deux sphères situées à 5 cm de distance et
chargées positivement si la charge de la première sphère est de 7 X 10-7 C et la charge de la
deuxième sphère est de 4 X 10-7 C ? Laissez une trace de votre calcul dans l’encadré cidessous.
Réponse :
b) S’agit-il d’une force d’attraction ou de répulsion ? Justifiez votre réponse.
c) Qu’adviendrait-il de la valeur de la force électrique si on diminuait de moitié la distance entre les
charges ?
4. Soit une charge électrique positive de 6 X 10-8 C et une charge négative de valeur inconnue.
Quelle est la valeur de la charge négative si les 2 charges sont placées à 20 cm et que la force
électrique est égale à 5 N ? Laissez une trace de votre démarche dans l’encadré ci-dessous.
Réponse :
Synergie • Univers matériel • Concepts 8.4
4
5
6
7
8
STE / Exercice sur I, U et R total
Nom : ________________________________
Gr : _____
9
10
11
12
7.
Le circuit suivant est constitué d'une source de courant, de résistors et d'ampoules (A à I).
De plus, on y trouve des ampèremètres et des voltmètres (1 à 14). Réponds aux questions
suivantes à l'aide des lettres et des nombres.
a) À quel endroit doit-on placer un voltmètre pour mesurer la tension de l'ampoule B? ____
b) À quel endroit est placé l'ampèremètre pour mesurer le courant dans l'ampoule B? ____
c) À quel endroit doit-on placer un appareil de mesure pour mesurer la différence de potentiel
aux bornes du circuit. ____
d) Où doit-on placer un appareil de mesure pour connaître le courant qui circule dans le
résistor C? ____
e) Quelle sera la lecture faite sur un voltmètre placé à la position 14? ____ V
f) Où doit-on placer un voltmètre pour mesurer la différence de potentiel de l'ampoule D? ____
g) À quel endroit doit-on placer un appareil de mesure pour connaître le courant qui circule
dans le résistor A? ____
13
8.
14
NOM :
GROUPE : _____
STE / Les lois de Kirchhoff
1. Indiquez si les énoncés suivants correspondent à un circuit en série ou à un circuit en parallèle.
Énoncé
Circuit en série
Circuit en
parallèle
a) L’intensité du courant est identique, peu importe
l’endroit où on la mesure.
b) L’intensité du courant est répartie entre les différentes
boucles du circuit.
c) La résistance équivalente du circuit est plus petite que
la somme des résistances individuelles.
d) La somme des tensions électriques partielles égale la
tension totale.
e) La résistance équivalente est égale à la somme des
résistances individuelles.
f) La tension électrique totale est égale à la tension
électrique dans chacune des branches.
g) Avec trois résistances de 30 Ω, la résistance
équivalente de ce circuit est de 10 Ω.
h) L’intensité de courant totale du circuit est égale à la
somme des intensités dans chaque branche.
2. Un grille-pain possède quatre éléments chauffants identiques fonctionnant indépendamment les
uns des autres. Répondez aux questions suivantes et laissez une trace de votre démarche dans les
encadrés ci-dessous, le cas échéant.
a) De quelle façon les éléments du grille-pain sont-ils branchés ?
b) Si le grille-pain fonctionne sous une tension de 120 V et est traversé par un courant de 10 A, quelle
intensité traverse chacun des éléments ?
Réponse :
c) Calculez la résistance de chaque élément chauffant et la résistance équivalente.
Réponse :
Synergie • Univers matériel •
15
3. Calculez la résistance équivalente de chacun des groupes de résisteurs suivants. Laissez une trace
de votre démarche dans les encadrés ci-dessous.
a)
Réponse :
b)
Réponse :
c)
Réponse :
d)
Réponse :
Synergie • Univers matériel •
16
4. Soit le circuit suivant, composé de trois résisteurs montés en série, branché à une source et à un
interrupteur. Répondez aux questions suivantes et laissez une trace de votre démarche dans les
encadrés ci-dessous.
a) Quelle est la valeur de R1 ?
Réponse :
b) Quelle est la tension électrique aux bornes de R2 ?
Réponse :
c) Quelle est la tension électrique aux bornes de R3 ?
Réponse :
d) Quelle est la valeur de la résistance R3 ?
Réponse :
Synergie • Univers matériel •
17
5. Soit le circuit suivant. Répondez aux questions et laissez une trace de votre démarche dans les
encadrés ci-dessous.
a) Quelle est la valeur de la résistance de R2 ?
Réponse :
b) Quelle intensité de courant traverse R3 ?
Réponse :
c) Quelle est la valeur de R3 ?
Réponse :
Synergie • Univers matériel •
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Nom : ______________________________
STE / U, I et R dans un circuit
Fais une démarche complète et n'oublie pas de numéroter tes étapes...
1.
Détermine la valeur de la résistance inconnu (R1) et la tension à la source (Ut) dans le
circuit suivant.
2.
Trouve le voltage à la source et l'intensité du courant dans la résistance de
25 Ohms dans le circuit suivant.
19
3.
Détermine la différence de potentiel de R1 et l'intensité du courant traversant R2 dans
le circuit suivant.
4.
Trouve les valeurs suivantes dans le circuit ci-dessous : Ut, R1 et R2.
20
STE / Le code de couleurs
Nom: ______________________________
Gr: ______
1. Détermine la valeur complète des résistances suivantes puis indique la valeur maximale et
minimale.
a)
R=
Max =
Min =
b)
R=
Max =
Min =
c)
R=
Max =
Min =
d)
R=
Max =
Min =
21
2. Trouve la couleur des bandes qu'auraient les résistances suivantes:
a) R = 20 Ohms ± 5 %
b) R = 370 Ohms ± 10 %
c) R = 650 Ω ± 10 %
d) R = 3 200 Ω ± 5 %
3. Calcule la résistance totale (équivalente) d'un circuit composé des 2 premières résistances du
numéro précédant lorsqu'elles sont placées:
a) en série
b) en parallèle
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NOM :
GROUPE :
STE / Le champ magnétique d’un fil et
d'un solénoïde
1. Expliquez le fonctionnement de la règle de la main droite pour un solénoïde.
2. Sur le schéma suivant, tracez les lignes du champ magnétique correspondant au montage et
indiquez les pôles du solénoïde.
.Figure 1. Les lignes de champ magnétique d’un solénoïde parcouru par un courant.
3. Nommez deux avantages des électroaimants que n’ont pas les aimants droits.
•
•
4. Différents facteurs font varier la force du champ magnétique créé par un électroaimant.
Indique comment on pourrait augmenter la force du champ magnétique de cet électroaimant.
1.
2.
3.
23
24