corrigé type

Correction et justification des qcm de physique
sujet 1
Exercice n°3 (5,5 points)
P
N
Moteur (AB) :
résistance interne r’ = 10 Ω
G
force électromotrice E’ = 5 V.
I
Générateur (PN) :
Tension à vide E = 15 V
Résistance interne nulle.
Lorsque l’interrupteur est fermé, le moteur est parcouru par un courant I de
A vers B. Les fils de connexion et l’interrupteur fermé sont sans résistance.
1. Schéma du circuit électrique comprenant le moteur, l’alimentation et un
U
AB
interrupteur et un voltmètre permettant de mesurer l’intensité dans le
circuit.
A
B
le sens du courant électrique en circuit fermé
M
schématisation de la tension UAB aux bornes du moteur.
Polarités du voltmètre.
2. Lorsque l’interrupteur est ouvert :
V com
La tension aux bornes du générateur vaut
 UPN = 15 V
définition de la tension à vide (UPN aux bornes du générateur si I = 0)
La tension aux bornes du moteur vaut :
UAB = 0 V
définition d’un dipôle passif
L’intensité du courant électrique vaut :
I = 0 A car circuit ouvert
3. Lorsque l’interrupteur est fermé l’intensité du courant I qui circule dans le circuit vaut : I = 1 A
D’après la loi des tensions : UPN = UAB d’où E = E’ + r’ I ainsi I =
E  E'
=1A
r'
4. Lorsque l’interrupteur est fermé :
La tension aux bornes du générateur vaut :
La tension aux bornes du moteur vaut :
UPN = 15 V car UPN = E – r  I mais r = 0 dont quel que soit I, UPN = 15 V
UAB = 15 V car UPN = UAB
5. La puissance électrique reçue par le moteur s’exprime par : UAB  I ou UPN  I ou même E  I car UPN = UAB = E
(UAB  I est la définition de la puissance électrique reçue par le moteur)
Exercice n°4 (1 point)
Un générateur de caractéristiques E = 6 V et r = 2  alimente un électrolyseur de caractéristiques E’ = 3 V et r’ = 3 .
Lorsque l’interrupteur est fermé l’intensité du courant I qui circule dans le circuit vaut : I =
Car UPN = UAB d’où E - r’ I = E’ + r’ I ainsi I =
E  E' 3
= A
r  r' 5
3
A
5
Exercice n°5 (1,5 point)
On dispose de deux conducteurs ohmiques de résistance égale à R1 = 20  et R2 = 50 .
1. Lorsqu’ils sont associés en série, la résistance équivalente est-elle égale à :
70  (R = R1 + R2)
2. Lorsqu’ils sont associés en dérivation, la résistance équivalente est-elle égale à : 14 
car
R1  R 2
1
1
1


ou Req =

R eq R 1 R 2
R1  R 2
3. Lorsqu’ils sont associés en dérivation, la conductance équivalente (en S) est-elle égale à : 
1
1

20 50
(en dérivation, les conductances, inverses des résistances s’ajoutent)
Exercice n°6 (2 points)
On dispose de trois conducteurs ohmiques chacun de résistance égale à 30 . Parmi les valeurs de résistances suivantes
lesquelles ne peut-on pas réaliser par association des 3 conducteurs ? 60  et 75 

Les 3 en série : 30+30+30 = 90 
1
3

Les 3 en dérivation :
donc Req = R/3 = 10 
R eq R
Une en série avec les 2 autres en dérivation : Req = R + R/2 = 30 + 15 = 45 
Une en dérivation avec les 2 autres en série :
1
1
1


d’où Req = 2R/3 = 20 
R eq R
2R
Correction et justification des qcm de physique
sujet 2
Exercice n°3 (5,5 points)
Electrolyseur (AB) :
résistance interne r’ = 4 Ω
P
force électromotrice E’ = 2 V.
G
Générateur (PN) :
Tension à vide E = 10 V
I
Résistance interne nulle.
U
PN
Lorsque l’interrupteur est fermé, l’électrolyseur est parcouru par un courant I de A
vers B. Les fils de connexion et l’interrupteur fermé sont sans résistance.
1. Schéma du circuit électrique comprenant l’électrolyseur, l’alimentation et un
interrupteur et un ampèremètre permettant de mesurer l’intensité dans le
circuit.
A
le sens du courant électrique en circuit fermé
schématisation de la tension UPN aux bornes du générateur.
Polarités de l’ampèremètre.
2.
Lorsque l’interrupteur est ouvert :
La tension aux bornes de l’électrolyseur vaut : UAB = 0 V définition d’un dipôle passif
La tension aux bornes du générateur vaut :
UPN = 10 V
définition de la tension à vide (UPN aux bornes du générateur si I = 0)
L’intensité du courant électrique vaut :
I = 0 A car circuit ouvert
3.
Lorsque l’interrupteur est fermé l’intensité du courant I qui circule dans le circuit vaut : I = 2 A
D’après la loi des tensions : UPN = UAB d’où E = E’ + r’ I ainsi I =
N
com
A
B
E  E'
=2A
r'
4. Lorsque l’interrupteur est fermé :
La tension aux bornes de l’électrolyseur vaut : UPN = 10 V
car UPN = UAB et UPN = E – r  I mais r = 0 dont quel que soit I, UPN = 15 V
La tension aux bornes du générateur vaut : UAB = 10 V voir ci-dessus
5.
La puissance électrique fournie par le générateur s’exprime par :  UPN  I ou  UAB  I ou même  E  I
car UPN = UAB = E (UAB  I est la définition de la puissance électrique reçue par le moteur)
Exercice n°4 (1 point)
Un générateur de caractéristiques E = 10 V et r = 5  alimente un électrolyseur de caractéristiques E’ = 4 V et r’ = 4 .
Lorsque l’interrupteur est fermé l’intensité du courant I qui circule dans le circuit vaut : I =
Car UPN = UAB d’où E - r’ I = E’ + r’ I ainsi I =
E  E' 2
=
A
3
r  r'
2
A
3
Exercice n°5 (1,5 point)
On dispose de deux conducteurs ohmiques de résistance égale à R1 = 10  et R2 = 50 .
1. Lorsqu’ils sont associés en dérivation, la résistance équivalente est-elle égale à :60  (R = R1 + R2)
2. Lorsqu’ils sont associés en série, la résistance équivalente est-elle égale à :8,3 
car
R1  R 2
1
1
1


ou Req =
Req est plus petite que la plus petite des 2 résistances)
R eq R 1 R 2
R1  R 2
3. Lorsqu’ils sont associés en dérivation, la conductance équivalente (en S) est-elle égale à :
1
1

10 50
(en dérivation, les conductances, inverses des résistances s’ajoutent)
Exercice n°6 (2 points)
On dispose de trois conducteurs ohmiques chacun de résistance égale à 60 . Parmi les valeurs de résistances suivantes
lesquelles ne peut-on pas réaliser par association des 3 conducteurs ? 45 

Les 3 en série : 60+60+60 = 180 
1
3

Les 3 en dérivation :
donc Req = R/3 = 20 
R eq R
Une en série avec les 2 autres en dérivation : Req = R + R/2 = 60 + 30 = 90 
Une en dérivation avec les 2 autres en série :
1
1
1


d’où Req = 2R/3 = 40 
R eq R
2R