Exercice n ° 2 : ( 9 pts )

D-R-E-F
Nabeul
DEVOIR DE
CONTROLE N°1
LYCEE PILOTE
NEAPOLIS
Indications et consignes
générales
Date:13/11/2007
Durée=2h
Matière: Sciences physiques
Classes:3me : SCexp +math
Mm Benna-M-chaabani- M-Chaouuch
-Le sujet comporte
deux exercices de physique et deux exercices de chimie. Dans2 pages.
-On exige une expression littérale avant chaque application numérique.
-Chaque réponse doit être justifiée.
CHIMIE : ( 7 points )
On donne : MCU = 64g . mol-1 ; MFe= 56g.mol-1
.Ag .Cu .Fe Al
:
Exercice n° 1 : (4.5 pts )
Pouvoir réducteur croissant
Dans une solution aqueuse de sulfate de cuivre de concentration molaire c = 0,15 mol . L-1
et de volume v = 100 mL on introduit du fer en poudre de masse m = 2,24 g .
1° ) Décrire ce qu’on observe.
2° ) Ecrire les équations de demi réaction et l’équation bilan .
3° ) a - Déterminer les masses des métaux présents à la fin de la réaction .
b – Calculer la concentration molaire des ions Fe2+ quand la réaction est achevée .
4° ) On prélève 10 mL de la solution ( S ) obtenue et on l’acidifie avec quelques gouttes d’acide
sulfurique ; puis on ajoute un volume V0 = 15 mL d’une solution de permanganade de potassium
( KMn O4 ) de concentration C0 = 2.10-2 mol.L-1 on obtient une solution contenant les ions Fe3+ et les
ions manganèse Mn2+
a – Quels sont les couples redox mis en jeu.
b – Ecrire les équations de demi réaction et l’équation bilan.
c – Déterminer la concentration des ions Fer II dans la solution (S).
Comparer la valeur trouvé à la question ( 3-b ) .
Exercice n° 2 : (2.5 pts )
On introduit du cuivre métallique dans une solution d’acide nitrique ( H3O+ + NO-3 ) .
Un gaz incolore de monoxyde d’azote NO2 se dégage et la solution devient bleu .
1° ) Ecrire les équations des demi réactions ainsi que l’équation bilan de la réaction redox qui se
produit, Préciser les couples redox mis en jeu.
2° ) Le monoxyde d’azote NO réagit avec le dioxygéne de l’air pour donner le dioxyde d’azote NO2 gaz
de couleur rouille .
a – Ecrire l’équation de cette réaction ;
b – Préciser les couples redox mis en jeu .
c – Comparer les pouvoirs réducteur de ces deux couples .
PHYSIQUE : (13 points)
Exercice n ° 1 : ( 4 pts )
Deux charges électriques ponctuelles q1 = 2  c et q2 = - 2  c sont placées respectivement en deux
points A et B tel que AB = 20 cm .
1°) Représenter le spectre crée par ces deux charges.
2°) a – Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrique crée par ces deux charges au point
C tel que AC  2 AB .
b – On place en C une troisième charge ponctuelle q=4  c .
Déterminer les caractéristiques de la force électrique F exercée sur cette charge .
3° ) On supprime le charge q .
Déterminer les valeurs du champ magnétique crée par les deux charges en un point N située sur la
médiatrice de AB tel que BI = 10 cm avec I=A*B .
Exercice n ° 2 : ( 9 pts )
On dispose de :
*Deux solénoïdes ( S1 ) et ( S2 ) ayant le même nombre de spires par mètre n = 400 spires m-1.
*Une aiguille aimantée .
*Un aimant droit .
I – L’aiguille aimantée est mobile autour d’un axe horizontal attaché à un fil sans torsion et abandonné à
elle-même dans une région de l’espace ou l’inclinaison magnétique est I = 60° ; et le champ
magnétique terrestre est
Bt  4.105T .
1° ) Préciser la direction prise par l’aiguille aimantée .
2° ) Représenter sur un schéma clair :
- Le vecteur champ magnétique terrestre Bt .
- La composante horizontale.
- La composante verticale.
- L’inclinaison magnétique .
3° ) Monter que la valeur de la composante horizontale est BH  2.105 T .
II - L’aiguille aimantée est maintenant mobile autour d’un axe vertical ; elle est placée au centre O du
solénoïde ( S ) .
L’axe X’X de ce dernier est placée de façon qu’il soit perpendiculaire au plan méridien magnétique
l’aimant droit est placé de façon que son axe SN soit horizontal et confondu avec l’axe X’X .
1° ) En absence du courant électrique l’aiguille dévie de 45° lorsque on met l’aimant dans la position
indiqué par la fig 1 .
a – Représenter les vecteurs champs magnétiques sur la vue de dessus de la figure (1) .
b – Déduire Ba la valeur du champ magnétique crée par l’aimant .
2° ) Lorsqu’on fait passer dans le solénoïde un courant I ; l’aiguille aimantée revient à sa position
initiale ( sn magnétique ) .
a – Compléter la vue de dessus de la figure (2) en représentant les vecteurs champs magnétique
ainsi que le sens du courant I .
b – Déterminer l’intensité du courant I .
III – Dans le solénoïde ( S1 ) on place le deuxième solénoïde ( S2 ) de façon que leurs axes soient
confondus L’aiguille aimantée est toujours au centre O de ( S1 ) .
L’axe commun des solénoïdes est perpendiculaire au plan méridien magnétique .
L’aimant est toujours horizontal et son axe est confondu avec l’axe des solénoïdes.
1° ) Fait passer un courant I1 dans ( S1 ) et un courant I2 dans ( S2 ) ; de même sens .
Le champ magnétique crée par l’aimant est Ba  BH l’aiguille aimantée ne subit aucune déviation.
a – Compléter la figure 3 en représentant les vecteurs champs magnétiques .
b – Exprimer I1 + I2 en fonction de n et Ba .
2° ) On renverse le courant dans le solénoïde ( S2 ) l’aiguille aimantée dévie d’un angle   56O
voir fig4.
a – Compléter la figure ‘ en représentant les vecteurs champs magnétique .
b – Exprimer I2 – I1 en fonction de Ba ; BH ; net  .
c – Calculer I1 et I2 .
NOM et PRENOM : …………………………………………………………………………….
Classe :
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