ST-STE 4 PEI MAGNÉTISME ET ÉLECTROMAGNÉTISME Exercices supplémentaires 1. On place une boussole au-dessus de la Terre. Indiquer quel pôle de la boussole pointera : NG SM SG NM Nord a) vers le nord géographique : ___________________ Sud b) vers le sud géographique : ___________________ 2. 3. Compléter le schéma Terre/boussole en indiquant les pôles suivants : 1) Nord géographique (NG) 2) Nord magnétique (NM) 3) Sud géographique (SG) 4) Sud magnétique (SM) Pour chacune des boussoles placées autour d’un aimant, dessiner la position de l’aiguille en indiquant ses pôles. a) Aimant droit 4. Dessiner la forme des champs magnétiques engendrés par ces aimants. a) 5. b) Aimant en forme de U b) Un objet A est constitué d’une substance magnétique, un objet B, d’une substance ferromagnétique et un objet C, d’une substance non magnétique. Parmi les affirmations suivantes, relever celles qui sont fausses. a) Les objets A et B peuvent aussi bien s’attirer que se repousser, selon les pôles mis vis-à-vis. __F__ b) Les objets A et B peuvent se repousser, mais ils ne pourront en aucun cas s’attirer. __F__ c) Les objets B et C peuvent seulement s’attirer. __F__ d) Les objets A et C peuvent seulement s’attirer. __F__ e) Les objets B et C ne peuvent ni s’attirer ni se repousser. __V__ f) Les objets A t B peuvent seulement s’attirer. __V__ g) Les objets A et C ne peuvent ni s’attirer ni se repousser. __V__ 6. En approchant un aimant d’une pièce métallique A, on ne constate ni attraction ni répulsion. En approchant l’aimant d’une pièce métallique B, on constate que la pièce est attirée. On avait constaté auparavant qu’aucune des deux pièces n’avait d’influence sur un clou en fer (ni attraction ni répulsion). Que peut-on conclure à propos de la nature de chaque pièce (magnétique, ferromagnétique ou non magnétique)? Pièce métallique A est non magnétique car pas attirée par un aimant. Pièce métallique B est ferromagnétique car elle est attirée par un aimant mais est sans influence sur un morceau de fer (ferromagnétique). 1 ST-STE 4 7. PEI MAGNÉTISME ET ÉLECTROMAGNÉTISME Voici quelques schémas représentant des aimants ainsi que leurs champs magnétiques. a) Lesquels présentent des erreurs dans la forme des lignes de forces? B, C, F, H, I _______________________________ b) Lesquels présentent une forme correcte des lignes de forces mais des erreurs dans le sens des lignes de forces intérieures à l’aimant ou aux aimants? D, J, L _______________________________ c) Lesquels présentent une forme correcte des lignes de forces mais des erreurs dans le sens des lignes extérieures à l’aimant ou aux aimants? A, G _______________________________ d) Lesquels ne présentent aucune erreur? E, K _______________________________ 8. Indiquer l’orientation de l’aiguille de la boussole. La flèche indique le sens du courant électrique. a) 9. b) c) Dans chacun des schémas suivants, indiquer toute l’information manquante (bornes + et – de la source électrique, sens du courant, sens des lignes de champs magnétiques, pôles nord et sud du solénoïde). S _ N S S S N N N _ + S N S _ + Attraction N S N S 2 _ + + N ST-STE 4 PEI MAGNÉTISME ET ÉLECTROMAGNÉTISME 10. Dans lesquels des schémas suivants le sens des lignes de champs magnétiques est-il correct? 11. Dans lesquels des schémas suivants les pôles nord et sud sont-ils bien placés? a) 12. b) c) d) Dans le schéma ci-dessous, quel effet le pôle nord de l’aimant produira-t-il sur le côté B de l’électroaimant? Pourquoi? Le pôle nord de l’aimant va attirer le côté B de l’électroaimant car il s’agit du pôle sud du solénoïde. 13. Indiquer le sens du courant dans les deux situations suivantes. a) b) + 14. _ + _ _ + On dispose de trois objets : A, B et C. a. En approchant l’objet A d’un autre objet A identique, on constate qu’ils ne s’attirent pas et ne se repoussent pas. b. En approchant l’objet A de l’objet B, on constate qu’ils s’attirent seulement. c. En approchant l’objet A de l’objet C, on constate qu’ils ne s’attirent pas et ne se repoussent pas. Ferromagnétique A : _________________ d. En approchant l’objet B de l’objet C, on constate qu’ils ne s’attirent pas et ne se repoussent pas. Magnétique B : _________________ Détermine pour chacun des objets, lequel est magnétique, ferromagnétique et non magnétique. Non magnétique C : _________________ 15. Nous disposons de quatre électroaimants : A, B, C, D. A possède 10 tours et le courant qui les traverse a une intensité de 2 A. B possède 5 tours et le courant qui les traverse a une intensité de 2 A. C possède 10 tours et le courant qui les traverse a une intensité de 5 A. D possède 5 tours et le courant qui les traverse a une intensité de 5 A. Lequel de ces électroaimants produit le champ magnétique le plus intense? 3 C ST-STE 4 PEI MAGNÉTISME ET ÉLECTROMAGNÉTISME Révision de vocabulaire 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. Non ________________________ magnétique Qualité d’une substance n’ayant aucune réaction en présence d’aimant. _______ Propriété que possèdent les substances ferromagnétiques de conserver un certain magnétisme après avoir été soumises à un Rémanence champ magnétique. ________________________________________ Magnétite Minéral possédant des propriétés magnétiques très grandes. _________________________ Ferromagnétique Qualificatif que l’on donne généralement à une substance faite de fer, de nickel, de cobalt. _____________________________ Électroaimant Dispositif servant à produire un champ magnétique à l’aide d’un noyau de fer entouré de fil électrique. _____________________ Limaille Poudre de fer que l’on saupoudre afin de visualiser les lignes de force d’un champ magnétique. _________________________ Moteur Dispositif électromagnétique servant à transformer l’énergie électrique en énergie mécanique. __________________ électrique. Dispositif électromagnétique qui transforme l’énergie électrique en vibrations sonores. _________-___________________ Haut parleur Attraction Force qui agit entre un pôle nord et un pôle sud. _________________________________________ Instrument fait d’un petit aimant libre de pivoter et servant à s’orienter. _________________________________ Boussole Conventionnel Qualificatif attribué au sens du courant allant du positif au négatif. _____________________________________ Solénoïde Nom donné à la bobine de fil d’un électroaimant. _____________________________________________ Pôles Régions d’un aimant où le champ magnétique est plus intense. ____________________________________ Champ Région de l’espace subissant l’influence d’un aimant. _________________________________________ Nord Nom du pôle de la boussole qui pointe vers le nord géographique. ___________________________________ Fer Nickel Cobalt Les trois éléments ferromagnétiques. ____________________, ___________________, ____________________ Circulaire Les deux caractéristiques du champ magnétique entourant un conducteur parcouru par un courant électrique. ______________ et Concentrique _______________________. Répulsion Force agissant entre deux pôles du même nom. _____________________________ Propriété d’exercer une force sur les objets ferromagnétiques. __________________________ Magnétisme Magnétiques Qualificatif « populaire » donné aux substances capables de réagir à la présence d’un aimant. ______________________________ Aimantation Procédé permettant de communiquer les propriétés d’un aimant. _____________________________ Sud Pôle magnétique que l’on retrouve au nord de notre hémisphère. _____________________________ Orientation L’ ______________________________ des lignes de champ magnétique à l’extérieur d’un aimant va du nord au sud. Acier Substance avec laquelle les aiguilles sont faites et qui possède des propriétés de rémanence. ___________________________ U T N A M I A O R T C E L E N N C F P O L E T I T E N G A M O E R O E E M S I T E N G A M E I U E U B R N A O R R P S D U R T Q A E E A R P G U P O O Q O B A I N T U L L O E N L M I L C O T T O E T S R T M E E R A I E U N E I C N R O A N A T T R H R S E N T N O M A O P N G C I E C S I G A E R N I C E T U N P Q R O R A T N D D I C T L U U E E U L O M N A E S N C A I L A I T S E E N A M U O N I K S O C H U I P S O M E C O R L I E A N D E N Q O N I R R E F O E L L I A M I L U R A D L E N N O I T N E V N O C E Phrase mystère : __ __ __ __ __ __ Un pôle nord repousse un pôle nord __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ 4 __ __ __ __ __ __ __ __ __ __