Champs électriques (corrigé)

Pratiquer les calculs avec les champs -PROF
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1) Pour tester l’intensité d’un champ électrique, on place un test charge qo dans le champ.
Si le test charge subis une force de 1,6x10-11N vers le bas,
a) quel est la charge d’un test charge ?
b) quelle est l’intensité et la direction du champ ?
c) quel est la charge du corps qui génère le champ si le test charge est
directement en dessous (en bas) du corps ?
a) qo = test charge, donc un proton, a une charge positive.
La charge correspond à 1 charge élémentaire
qo
convertir cela en coulombs...
1e x
1,6x10-19C
=
1,6x10-19C
1e
q = 1,6x10-19C
Fe = 1,6x10-11N [bas]
=?
 = Fe
q
1,6x10-11N
= 1,6x10-11N = 1,0x108N/C [bas]
1,6x10-19C
c) Rappel que la direction de la force s’alligne toujours avec la direction du champ pour les tests charges +ves, donc on
conclu qu’il est en bas dans le champ d’un corps positive !
2) Un ion de Fer, Fe3+ est utilisé comme test charge dans un champ électrique de 1,5x10-9N/C [gauche]
a) quelle est la grandeur et la dirction de la force agissant sur l’ion ?
q = 3e car l’ion possède trois charges positifs en excès
q=
3e x 1,6x10-19C
1e
 = 1,5x10-9N/C [gauche]
Fe = ?
=
4,8x10-19C
Fe = q
= (1,5x10-9N/C ) (4,8x10-19C)
Fe = 7,2 x 10-28N [gauche]
Rappel que la direction de la force s’alligne toujours
avec la direction du champ pour test charge positive
3) Détermine la direction de la force pour chacun de ces situations
fil électrique
x
x
x
x
x
Fe
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Fe
Fe hors page
Les « x » représentent
que le champ magnétique
entre la page
lignes de champ
dans ce cas, on regarde
au bout du fil, le cercle noir
représente les électrons qui
sortent de la page, vers vous !
(donc courrant sorte la page)
4) Quelle est la longueur et la direction du courrant d’un fil électrique qui porte un courrant de 8A situé dans
un champ magnétique de 0,375T [dans la page] si le fil subis une force de 6N [gauche]?
I = 8A
l=?
F = 6N [gauche]
B = 0,375T [dans page]
F = BIl
l=
il ne faut pas utiliser sin car force et champ son à 90
F
BI
=
6N
(0,375T)(8A)
= 2m, courant vers bas
Doigts point dans page (champ)
Paume vers gauche (force)
Pouce pointe vers le bas (courant)
5) Une particule négative de 4 Coulombs est placé entre dux plaques paralleles de charges opposés. Décrit
comment les plaques doivent être ajustés et orientés pour suspendre la particule si sa masse est de
4,5x10-11kg. Quel est la grandeur du champ entre les deux plaques ?
+ + + + + + + + + + + + + +
Fe
4,5x10-11kg
m=
q = 4C
Fg = mg
- - - - - - - - - - - - - - - - -
Pour que le particule reste immobile il faut que Fnette = 0N
donc,
Fe = Fg
(sauf direct opposé)
Pour avoir un Fe qui pousse la particule négative vers le haut, faut avoir une plaque négative en bas
(qui repousse la charge vers le haut) et une plaque positive en haut (qui tire vers le haut) Note que les
lignes de champ ne s’allignent pas avec la force, car ce n’est pas un test charge positive ici
Fg = mg
= (4,5x10-11kg)(-9,80m/s2) = 4,41 x 10-10N vers bas
Puisque Fg = Fe
 = Fe
q
on sait que Fe = 4,41 x 10-10N vers le haut.
= 4,41x10-10N = 1,1x10-10N/C [bas]
4C
6) Un test charge positive de 5C est placé entre deux plaques parallèles de charge opposés dans un champ
électrique est de 4,9x10-8N/C reste suspendu entre les deux plaques. Quelle est la masse de la particule ?
Fe = q
Fe = (4,9x10-8N/C)(5C) = 2,45x10-7N [haut]
Fe = Fg
pour garder la charge immobile (sauf direc opposé)
Fg = mg
m = Fg
g
= 2,45x10-7N
9,80m/s2
- - - - - - - - - - - - - - Fe
= 2,5x10-8 kg
Fg
m = 2,5x10-8 kg
note comment les plaques sont orrientés pour que la
force électrique sur la charge soit vers le haut
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