Td p301

A-
Essentiel à retenir.
I- Loi de coulomb
q1 et q2 sont deux charges ponctuelles, placées respectivement en A et B.
r
F1/ 2 force électrique exercée par q1 sur q2.
r
F2 / 1 force électrique exercée par q2 sur q1.
r
r
( F1 / 2 , F2 / 1 ) est une interaction électrique, ses
A
F1/2
F2/1 B
q2
q1
caractéristiques :
Droite d’action : la droite AB.
r
La valeur : F1 / 2 =
r
k . q1 . q 2
F2 / 1 =
d2
avec k =
1
4πε 0
= 9.109 USI et d=AB
II- Champ électrique créé par une charge q ponctuelle :
1°) Notion de champ électrostatique
r
Si dans une région de l’espace, une charge électrique q, se trouve soumise à une force électrique F , dans
r
cette région règne un champ électrostatique E tel que :
Expression vectorielle du champ
électrique :
Direction :
Sens :
Valeur :
Direction :
Sens :
Valeur :
Remarque: Champ crée par n charges électriques ponctuelles :
III- Lignes et spectre de champ :
1°) Définition de lignes de champ :
r
Une ligne de champ est toute courbe tangente en chacun de ses points au vecteur champ E .
L’ensemble des ces lignes constitue le spectre de ce champ
IV- Champ électrostatique uniforme.
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Prof : Mr Bel Arbi
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B- Exercices :
Exercice n° 1:
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En un point A, on place une charge qA=5×10 C.
1°)
a- Représenter le spectre crée par cette charge.
b- Déterminer les caractéristiques du vecteur champ
électrique crée par la charge qA au point B tel que AB= 20 mm.
2°) On place une deuxième charge qC en un point C. Le champ
électrique crée par les deux charges en B est nul.
Calculer la valeur de la charge qC.
3°) Donner les caractéristiques de la force exercée par la charge qA sur la charge qC.
4°) Représenter le vecteur champ électrique en M (voir schéma) crée par les deux charges. Calculer sa
BM=AB= BC= 20 mm
valeur. On donne : k= 9109 SI.
Exercice n ° 2 :
Deux charges électriques ponctuelles q1 =2µC et q2 =-2 µC 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
r
r
tel que AC = 2 AB .
b – On place en C une troisième charge ponctuelle q=4 µC.
r
Déterminer les caractéristiques de la force électrique F exercée sur cette charge.
3°) On supprime le charge q.
Déterminer les valeurs du champ électrique créé 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 ° 3 :
1°) Deux charges électriques ponctuelles q1=2µC et q2=- 4µC sont placées respectivement aux points
r r
A (- 4 cm, 0 cm) et B (4cm, 0cm) relativement à un repère orthonormé (O; i ; j ) .
r
a-Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrique EO créé au point O.
r
b- Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrique EC réé au point C (6cm, 0 cm).
2°) Une charge électrique q placée en un point M de la droite (AB) reste au repos.
Déterminer la position de ce point.
3°) Deux pendules électriques de même longueur, sont suspendus en deux points O1 et O2 séparés par la
distance a = 10 cm. Le fil de l’un des pendules maintient une petite boule de charge électrique q1 et celui
de l’autre pendule maintient une boule de charge électrique –q1.On
(P2)
place les deux pendules entre deux plaques (P1) et (P2) verticales
(P1)
O
O
2
1
et parallèles délimitant un champ électrique uniforme .Les boules
prennent des positions d’équilibre de sorte que les fils soient
verticaux (figure ci-contre).
q1
-q1
a- Déterminer le sens du vecteur champ électrique. En déduire les
signes des charges électriques portées par les plaques (P1) et (P2).
b-Déterminer la valeur du champ électrique.
N
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