série 1 - TuniSchool

Série 3ème
Interaction électrique
A- Essentiel à retenir
ILoi de coulomb
q1 et q2 sont deux charges ponctuelles, placées
respectivement en A et B.
-
F1/2
F2/1
q2
F1/2 force électrique exercée par q1 sur q2.
F2/1 force électrique exercée par q2 sur q1.
(F1/2 , F2/1) est une interaction électrique, ses
caractéristiques : * droite d’action : la droite AB.
 La valeur : F1/ 2  F2/1 
II-
A
B
q1
K q1 . q 2
d
2
avec K 
1
 9.109 usi et d=AB
40
Champ électrique créé par une charge q ponctuelle :
O
q0
O
q0
EM
M
EM
M
Direction : droite (OM).
Direction : droite (OM)
Sens : de O vers M.
Sens : de M vers O.
Valeur : E M
9.109. q
OM 2
Expression vectorielle du champ électrique :
9.109.q.OM
EM 
OM 3
y
B- Exercices :
Exercice n° 1 :
B
A
I-/ Deux charges électriques ponctuelles q1 =
2 µC et q2 = - 4 µC sont placées respectivement en deux points
A(- 4, 0 ) et B( 4, 0 ) relativement à un repère orthonormé (O,i,j).
les distances sont mesurées en cm.
C
x
O
Fig 1
1- Déterminer les caractéristiques de l’interaction électrique
qui existe entre les deux charges q1 et q2.
2- Déterminer les caractéristiques du champ électrique E o
créé au point O par les deux charges q1 et q2 . Les distances sont mesurées en cm et K = 9.109 USI.
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Série 3ème
Interaction électrique
3- Déterminer les caractéristiques du champ électrique EC
et q2.
créé au point C( 6, 0) par les deux charges q1
4- Préciser, en le justifiant, en quel point de la droite AB faut-il placer une troisième charge électrique q non
nulle pour qu’elle reste immobile.
5- La charge q2= - 2µC, déterminer les caractéristiques du champ électrique E D créé au point D( 0, 3) par
les deux charges q1 et q2.
Exercice 2
Une tige isolante AB (AB = 20 cm ) est inclinée d’un angle  = 30° avec l’horizontale.
1- On fixe en A une charge q1 = - 10 nC, en B une charge q2 = 10 nC. Déterminer les caractéristiques du
vecteur champ électrostatique au point C situé sur la tige AB à 5 cm de A.
2- Une petite sphère (S) portant une charge q = 30 nC, de masse m, peut coulisser sans frottement sur la
tige AB, elle s’immobilise en C.
a- Faire le bilan des forces qui s’exercent sur la sphère (S) ; les
A
représenter.
C
q
q1
b- En appliquant la condition d’équilibre de la sphère, calculer la
masse m et la valeur de la réaction de la tige.
On donne IIgII = 10 N.Kg-1.

3- En maintenant la tige AB horizontalement, la sphère reste t-elle
B
immobile ? si non dans quel sens+ va-t-elle se déplacer ?
q2
Exercice n ° 3 :
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  2AB .
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 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 .

j
Exercice n° 4
On place aux points A et B deux boules métalliques identiques (B1) et (B2)
supposées ponctuelles. La distance entre A et B est égale à 2a. La boule (B1)
porte la charge -q et la boule (B2) porte la charge +q ( q>0). On note O
milieu du segment [AB] et () la médiatrice de [AB] contenue dans le plan
de la figure. Soit M un point de () distant de h du point O.(figure 1)
1-a- Définir la ligne de champ. Représenter le spectre électrique des deux
charges placées en A et B.
b- Représenter les vecteurs champs électriques
respectivement par B1 et B2 au point M.

i
M
Fig 1
h
A
-q
a
O 

B
+q
E A et E B créés
c-Exprimer la valeur de E A et de E B en fonction de K, q, a et h. Montrer que || E A || = || E B ||. K=9.109 u.s.i
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Interaction électrique
Série 3ème
2- On notera E M le champ électrique créé par les deux boules (B1) et (B2) au point M.
a- Déterminer les coordonnées EMx et EMy du vecteur E M dans le repère orthonormé (M, i , j ) en fonction de K, q, a et h.
b- Montrer que E M  
2.K. q .cos 
a h
2
2
.i , avec cos  
a
a  h2
2
.
c- Déduire la valeur de E M. On donne a=10 cm, h=17,33 cm et q=0,3 µC. déduire sa valeur au point O
3- On veut déterminer les caractéristiques de E M par construction géométrique, pour cela on donne l’échelle suivante :
2.104 N.C-1  1 cm.
a- Représenter, à l’échelle, E A et E B au point M puis construire E M.
b- Déduire à partir de la construction géométrique les caractéristiques de E M.
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