Physique NYB Électricité et Magnétismee Pré

Physique NYB Électricité et Magnétismee Pré- Test 1
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NOM :
PRÉ-TEST 1
PHY NYB
Professeur : Pierre Noël de Tilly
Règlements :
 Tout plagiat entraîne la note zéro.
 Seuls calculatrice, règle, rapporteur d'angle, gomme à effacer, crayons et stylos (sauf de cou-
leur rouge) sont permis.
 Les coffret à crayons et étui de calculatrice sont interdits.
 Vous n'avez besoin d'aucune feuille sauf celles remises par le professeur.
 Il est strictement interdit de dégrafer les feuilles.
 Répondez sur le questionnaire, sur la page où figure l'énoncé du problème. Si l'espace alloué
ne suffit pas, utilisez le verso de la feuille. a
 Tout échange de matériel, de même que tout échange verbal sont interdits pendant l'examen.
 Si l'énoncé d'un problème ne paraît pas clair, l'étudiant-e peut demander des précisions au
professeur en levant la main. Il est interdit de se lever pendant l'examen.
 Vous ne pouvez pas quitter la classe durant l'examen à moins d'avoir terminé et remis votre
copie.
 Dans une question à développement, présentez toutes les étapes de la solution. De plus, en-
cadrez ou soulignez vos réponses. Portez attention aux unités et aux signes. S'il s'agit d'une
question objective à choix multiples, un seul choix doit être clairement encerclé ou inscrit.
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3
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4
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5
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6
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Total
/120

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1) (20 pts) Soit une charge ponctuelle de -5C (négative) située en x = 0 m et une seconde charge
de +2C (positive) située en x = 7 m.
a) Dans quelle région (I, II ou III) doit-on placer une troisième charge q pour que la force
résultante sur chacune des trois charges soit nulle ? Quel doit être le signe de cette
charge (positive ou négative) ?
b) Donnez la position en mètres de cette troisième charge q.
Donnez la valeur en Coulombs de cette troisième charge q.
2) (20 pts) Soient les quatre charges suivantes : Q1 de +4 C, Q2 de -2 C, Q3 de -2 C et Q4 de +4 C
au sommet d'un carré.
a) Trouvez les composantes du champ élec-
trique de Q1 au point P.
b) Trouvez les composantes du champ élec-
trique de Q2 au point P.
c) Trouvez les composantes du champ élec-
trique de Q3 au point P.
d) Trouvez les composantes du champ élec-
trique de Q4 au point P.
e) Trouvez le champ électrique total au point
P, composantes, grandeur et direction.
Si on met une charge de -3 C au point P, quelle se-
ra la force sur cette charge, grandeur et direction ?
-5C +2C
x (m)
7
0
III III
P
Q
1= +4 C
Q2= - 2 C
80 cm
20 cm
20 cm
Q
3= -2 C
Q4= +4 C
20 cm 20 cm
20 cm 20 cm

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3) (20 pts) Deux tiges uniformément chargées, de densités linéaires de charge égales et oppo-
sées ±  C/m, sont recourbées en forme d'arcs circulaires. On fait coïncider leurs extrémités de
manière à former un demi-cercle de rayon R. Quel est le champ électrique créé au centre du de-
mi-cercle ?
4) (20 pts) Une charge Q de -
10 C est placée au centre d'une cavité métallique sphé-
rique portant -15 C. Le rayon a = 10 cm et le rayon b = 20
(0 = cm.
8,85 x 10-12 C2/(N m2) )
a) Quelle est la charge sur la surface intérieure de
la cavité ? Expliquez.
b) Quelle est le charge sur la surface extérieure de
la cavité ? Expliquez.
c) Par le théorème de Gauss, déterminez le champ
à r = 5 cm.
d) Par le théorème de Gauss, déterminez le champ
à r = 15 cm.
e) Par le théorème de Gauss, déterminez le champ à r = 25 cm.
f) Dessinez les lignes de champ dans toutes les régions.
5) (20 pts) Soit une cavité de rayon a=10 cm au centre d'une sphère non conductrice de rayon
R=20 cm. Le reste de la sphère a une densité de charge uniforme C/m3. Par le théorème de
Gauss, trouvez le champ électrique dans les régions suivantes :
a) r > R.
b) a < r < R.
c) r < a.
6) (20 pts) Soit une charge ponctuelle de 40 C située au centre
d'un cube d'arête 20 cm.
a) Quel est le flux total traversant le cube ?
--
---- + + +++
+
+
-R
a
b
Q
a
R
C/m2

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b) Quel est le flux à travers une face du cube ?
Si la charge ponctuelle est située à l'intérieur du cube mais pas au centre :
a) Le flux total traversant le cube sera-t-il différent ? Pourquoi ?
b) Le flux traversant une face du cube sera-t-il différent ? Pourquoi ?