EXERCICES CHAMP ELECTRIQUE

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| Exercices sur le Champ électrique 11ème Sciences Lycée Privé Teriya Prof : M. COULIBALY
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EXERCICES D’ENRICHISSEMENT SUR LE CHAMP ELECTROSTATIQUE 11ème SCIENCES LP-TERIYA 2024-2025
Exercice 1 :
Représente et calcule le champ électrostatique au point M dans chacun des cas suivants :
A QA = 5 C A QA = -5 C
A M A • M
QA = 5 C QM = -3 C M QM =- 3 C QA = 5 C
AM = 10 cm M QM = 3 C
AM = 10 cm AM = 10 cm AM = 10 cm
Cas 1 Cas 2 Cas 3 Cas 4
p
A QA = -5 C •M A M A B
QA = 5 C QM = -3 C •M • M a = 15 cm
AM = 10 cm F = 6 N
d p’
VA – VB = 2 kV UPP’ = - 3000V
Cas 5 d = 10 cm
Cas 6 Cas 7 Cas 8
Exercice 2 :
Dans les schémas ci-dessous, on place au point M une charge q’<0.
Représente dans chaque cas la force électrique s’exerçant sur la charge q’ et le vecteur champ électrique en M. On ne
demande pas de calcul.
P1 et p2 sont des plaques d’un condensateur plan.
A•(-q) p1 (-q) A • (+q) A • (+q) A •(+q)
•M •M K •M K • M
• M
P2 (+q) B • (-q) B •(-q) B •(+q)
M milieu de AB K milieu de AB K milieu de AB
Cas 1 Cas2 Cas 3 Cas 4 Cas 5
Exercice 3 :
Soit un dipôle électrique de charges électriques Q1 = 5 C et Q2 = -3 C distantes de AB = 10 cm.
1) Représente le spectre éclectique et le vecteur champ électrostatique 
au point M distant de 10 cm de A et de 10
cm de B.
2) Donne la norme de 
.
• M
•A Q1 • B Q2

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Exercice 4 :
Deux charges électriques, positives et égales, q = 10 nC sont placées en A et en B à 20 cm l’une de l’autre.
1) Calcule le module commun aux forces de répulsion qui s’exercent entre les deux charges.
2) Détermine le module du champ :
a) au milieu M de AB ;
b) sur AB à 10 cm de B sur le prolongement de AB ;
c) sur la médiatrice de AB à 5 cm de M.
Exercice 5 :
Deux charges électriques ponctuelles de valeurs respectives q = + 5,0 C et q’ = -7,0 C sont placées dans le vide, en deux
points A et B, distants de 10 cm.
Détermine les caractéristiques des forces électriques s’exerçant sur chacune de ces charges. Représente ces forces sur
un schéma.
Exercice 6 :
Entre deux corps A et B ponctuels également électrisés, distants de 10 cm, on mesure une force de répulsion de 0,11
N. Quels sont le signe et la valeur des charges électriques portées par chaque corps ?
Exercice 7 :
Le nombre de charge Z de l’iode est 53 et son nombre de masse A est 127. Dans l’atome d’iode, les électrons
périphériques se trouvent à une distance moyenne du noyau : d = 2,16.10-10 m.
1) Détermine les forces d’interaction gravitationnelle s’exerçant entre le noyau de masse mn et un électron
périphérique.
2) Détermine les forces d’interaction électrique s’exerçant entre le noyau et un électron périphérique.
3) Compare ces deux interactions et conclue.
Données :
-la charge élémentaire : e = 1,6.10-19 C ;
-la masse d’un nucléon : m = 1,67.10-27 kg ;
-la masse d’un électron : me = 9,1.10-31 kg ;
-la constante de gravitation universelle : G = 6,67.10-11 (SI) ;
-la constante électrique : K = 9.109 (SI).
Exercice 8 :
Une boule électrisée supposée ponctuelle, de masse 5,0.10-2 g, porte une charge q<0. Elle est placée en un point O
situé entre les armatures horizontales A et B d’un condensateur plan.
A
• O  d
B
1) Lorsqu’on applique entre les armatures distantes de d = 4,0 cm, une tension UAB telle que ||UAB|| =4,0 kV, la
boule est en équilibre.
a) Quel est le signe de la tension UAB ?
b) Donne les caractéristiques du vecteur champ électrique 
entre les armatures.
c) Calcule la valeur de la charge q portée par la boule.
2) Décris qualitativement ce que l’on observerait dans les deux cas suivants :
a. UAB =4,5 kV ; b. UAB =3,5 kV
Donnée :  = 10 N.Kg-1

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Exercice 9 :
La différence de potentiel entre deux plans parallèles PA et PB uniformément chargés, distants de 10 cm, est
VA –VB = -500 V.
1) Sur un schéma, représente et calcule le module du champ électrique uniforme.
2) Calcule le travail accompli par l’ion lithium (Li +) allant de A vers B, en joule et en électron volt.
Exercice 10 :
Deux sphères A et B ayant chacune une masse de 0,1 g, portant la même charge q, sont suspendues dans l’air par deux
fils isolants de même longueur l = 10 cm faisant entre eux un angle de 30°.
Calcule la charge q sachant que A et B sont en équilibre sous l’action de trois forces : leur poids, la tension du fil, la
force électrique (schéma obligatoire).
Donnée :  = 10 N.Kg-1
Exercice 11:
1) Aux sommets A, B, C, et D d’un carré de 50 cm de côté, on place des charges ponctuelles ayant la même valeur
+ 10-16 C. Quelle est l’intensité du champ électrostatique au centre M du carré ?
2) On place aux sommets A, B, C, et D des charges respectives qA = + 10-6 C ; qB = + 2.10-6 C ; qC = - 3.10-6 C ;
qD = - 10-6 C.
a) Quelle est la valeur du champ électrostatique au centre M du carré ?
b) Calcule la force qui s’exerce sur une charge de - 10-6 C.
Exercice 12:
Deux charges ponctuelles positives, qA et qB , égale à 2 qA, sont placées en deux points A et B distants de d.
On se propose de montrer qu’il existe un point M unique tel qu’une charge q négative placée en M subisse de la part
de qA et qB des forces qui se compensent.
A B
qA d qB
1) Montre que le point M est nécessairement situé sur la droite (AB).
2) Montre que le point M ne peut pas être extérieur au segment [AB].
3) Le point M doit-il être plus proche de A ou de B ? Justifie.
4) Exprime la distance AM, notée x, en fonction de d.
5) Représente sur un schéma les points A, B et M et les forces exercées par qA et qB sur q.
Exercice 13:
Reprends les questions 1), 3), 4) et 5) de l’exercice 9 lorsque qA est une charge positive et qB = -qA.
Exercice 14 :
Soit deux pendules électrostatiques (p1) et (p2), de forme identique et de charges respectives et .
Les affirmations a, b, c et d sont-elles vraies ou fausse ? Justifie les réponses.
Données :  = 10-9 C ; = -
.
Dans une première expérience, on observe la disposition suivante.
(p1) (p2)

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10 cm
a) La force électrique 
 exercée par (p1) sur (p2) est neuf fois plus intense que celle exercée par (p2) sur (p1).
b) La force électrique 
 a pour valeur :  = 10-7 N.
1) Dans une deuxième expérience, on provoque le contact entre les deux boules de charges respectives et .
On admet que la charge totale du système se conserve et qu’elle se répartit identiquement sur les deux
boules.
Voici la nouvelle disposition des deux boules.
(p1) (p2)
20 cm
c) Les deux nouvelles charges  et  sont positives.
d) La nouvelle valeur  de la force électrique exercée par (p1) sur (p2) est telle que : 
 où 
 est la force
électrique qui a été définie dans la première expérience.
Exercice 15 :
Deux billes de plomb de masse M, égale à 5 kg, sont distantes de d, égale à 1 m.
1) Un atome de plomb a une masse m égale à 3 ,44.10-25 kg. Combien d’atomes contient une bille de plomb ?
2) Un atome de plomb contient 82 électrons. Quelle fraction des électrons doit-on transférer d’une bille à l’autre
pour que les forces d’attraction gravitationnelle et électrique soient égales ? (On néglige la masse des
électrons transférés.)