Physique NYB Électricité et Magnétismee Pré

Physique NYB
Électricité et Magnétismee
Pré- Test 1
NOM :
PRÉ-TEST 1
PHY NYB
Professeur : Pierre Noël de Tilly
Règlements :
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Tout plagiat entraîne la note zéro.
Seuls calculatrice, règle, rapporteur d'angle, gomme à effacer, crayons et stylos (sauf de couleur 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, encadrez 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.
1
2
3
4
5
6
Total
/20
/20
/20
/20
/20
/20
/120
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Pré- Test 1
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.
II
I
-5C
III
+2C
0
7
x (m)
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 électrique de Q1 au point P.
b) Trouvez les composantes du champ élec20 cm 20 cm
trique de Q2 au point P.
20 cm
P
c) Trouvez les composantes du champ électrique de Q3 au point P.
80 cm
d) Trouvez les composantes du champ élec20 cm
20 cm 20 cm
trique de Q4 au point P.
e) Trouvez le champ électrique total au point
Q = +4 C
P, composantes, grandeur et direction.
Q =-2C
4
2
Si on met une charge de -3 C au point P, quelle sera la force sur cette charge, grandeur et direction ?
Q
1
= +4 C
Q
3
= -2 C
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Pré- Test 1
3) (20 pts) Deux tiges uniformément chargées, de densités linéaires de charge égales et opposées ±  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 demi-cercle ?
-- + +
+
- -
4) (20 pts) Une charge Q de +
+ d'une cavité métallique sphé+ a = 10 cm et le rayon b = 20
(0 =
+
10 C est placée au centre
rique portant -15 C. Le rayon
R
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.
b
Q a
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.
2
 C/m
a
R

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 ?
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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 ?
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