magnétisme exercices sup C

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
__ __
__ __ __ __
__ __ __ __