CONCOURS MONTMORENCY RÉVISION PHYSIQUE

CONCOURS MONTMORENCY
RÉVISION PHYSIQUE
1) a) De quoi est fait le courant électrique dans un circuit électrique?
D’électrons (e-) (charges électriques négatives) qui circulent.
b) Quel est le sens réel des électrons dans un fil électrique? De la borne négative
(“-”) à la borne positive (“+”) de la source d’alimentation.
c) Quel est le sens conventionnel du courant électrique? De la borne positive (“+”)
à la borne négative (“-”) de la source d’alimentation.
2) Quels facteurs influencent la conductibilité électrique? Comment?
a) La nature du fil: cuivre (Cu) > fer (Fe) > nichrome (NiCr). Or, le meilleur.
b) La longueur du fil: Plus un fil est court mieux il conduit.
c) La grosseur du fil: Plus un fil est gros mieux il conduit.
d) La température du fil: Plus la température d’un fil est basse mieux il conduit.
3) Quelles sont les 3 notions physiques d’un circuit électrique?
a) Nom (symbole):
INTENSITÉ DU COURANT (I)
Définition: c’est le nombre d’électrons (e-) circulant dans un temps donné.
Unité: l’ampère (A) où 1,00 A = 1,00 C/s = 6,25 1018 e-/s
b) Nom (symbole):
DIFFÉRENCE DE POTENTIEL (d.d.p.) (U)
Définition: c’est l’énergie gagnée ou perdue par un électron (e-)
Unité: le volt (V) où 1,00 V = 1,00 J/C = 1,00 J/6,25
c) Nom (symbole):
x
1018 e-
RÉSISTANCE (R)
Définition: mesure la difficulté qu’ont les électrons à circuler (obstacles).
Unité: le ohm (Ω) où 1,00 Ω = 1,00 V/A
d) Quelle relation existe-t-il entre ces 3 notions physiques?
U=R
x
I
ou R = U/I ou I = U/R
4) Qu’est-ce que la conductance (G)? mesure de la facilité qu’ont les électrons à
circuler.
unité: le siemens (S) où 1,00 S = 1,00 A/V
formule:
G=I/U
5) a) Que fait le courant (I) dans un circuit en série? Il est le même dans toutes
les parties du circuit (de la boucle).
formule:
It = I1 = I2 = I3 = . . .
b) Que fait le courant (I) dans un circuit en parallèle? Il provient de chaque
partie du circuit (de chaque boucle).
formule:
It = I1 + I2 + I3 + . . .
6) a) Que fait la différence de potentiel (d.d.p.) (U) dans un circuit en série?
L’énergie de l’électron se distribue dans chaque élément du circuit.
formule:
Ut = U1 + U2 + U3 + . . .
b) Que fait la différence de potentiel (d.d.p.) (U) dans un circuit en parallèle?
Elle est la même dans chaque partie du circuit.
formule:
Ut = U1 = U2 = U3 = . . .
7) a) Comment calcule-t-on la valeur de la résistance équivalente (Réq)
lorsqu’on installe des résistors en série?
On additionne la valeur de chaque résistor:
Réq = R1 + R2 + R3 + . . .
Qu’en conclut-on? Que la valeur totale de l’obstacle du circuit est plus grande
que la valeur de chaque résistor pris séparément.
b) Comment calcule-t-on la valeur de la résistance équivalente (Réq) lorsqu’on
installe des résistors en parallèle? On additionne l’inverse de la valeur de
chaque résistor:
1/Réq = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + . . .
Qu’en conclut-on? Que la valeur totale de l’obstacle du circuit est plus petite que
la valeur de chaque résistor pris séparément.
8) a) Qu’est-ce qu’un circuit mixte? c’est un circuit où on a des éléments placés
en série avec d’autres placés en parallèle.
b) Comment calcule-t-on la résistance équivalente pour un circuit mixte?
1˚) On sépare les différentes portions du circuit selon que les éléments soient en
série ou en parallèle.
2˚) On calcule la résistance équivalente pour chaque portion du circuit.
9) a) Qu’est-ce que la puissance (P) d’un appareil électrique? c’est l’énergie
dépensée ou gagnée par l’appareil dans un temps donné.
formule: P = U
x
I unité: watt (W) où 1,00 W = 1,00 V.A = 1,00 J/s
10) a) Comment calcule-t-on l’énergie électrique (E) consommée par un appareil
électrique? En multipliant la puissance de l’appareil électrique par son temps
d’utilisation:
E=P
x
∆t = U
x
I
x
∆t
unité: le joule (J) où 1,00 J = 1,00 W.s = 1,00 V.A.s
11) a) Qu’est-ce que la puissance dissipée? (ou effet Joule) c’est la puissance
perdue à cause de la résistance des fils conducteurs
b) Quelle formule mathématique permet de calculer la puissance dissipée?
P=R
x I2
12) Quand a-t-on un objet qualifié de:
a) magnétique? lorsque l’objet attire ou est attiré par d’autres objets.
b) ferromagnétique? lorsque l’objet est attiré par d’autres objets.
Les substances ferromagnétiques? Les substances contenant du fer (Fe), du
nickel (Ni) ou du cobalt (Co).
c) non magnétique? lorsque l’objet n’attire pas ni n’est attiré par d’autres objets.
13) Qu’est-ce qu’un électroaimant? c’est un solénoïde (fil tourné sur lui-même)
muni d’un noyau.
14) a) De quoi est fait un champ magnétique (B)? De lignes de champ.
b) Quel est le sens du champ magnétique (B)? Du pôle NORD vers le pôle SUD
(il sort par le NORD et entre par le SUD).
c) Quelle règle permet de trouver le sens et la forme d’un champ magnétique?
la règle de la main droite.
Pour un fil: Pouce = sens du courant électrique
doigts qui tournent = sens du champ magnétique
Pour un électroaimant: Pouce = sens du champ magnétique
Doigts qui tournent = sens du courant électrique
15) a) Quel est le nom de la force d’un électroaimant? force magnétomotrice
b) Quelle formule mathématique permet de la calculer?
F: la force magnétomotrice en newtons (N)
N: nombre de spires (tours)
I: intensité du courant en ampères (A)
F=N
x
I
16) Tu as une batterie de 12,0 V dans un circuit fait d’un résistor de 100 Ω
et d’un interrupteur.
Quelle est la valeur de l’intensité du courant de ce circuit? _______________
17) Quelle est la valeur de l’intensité du courant (I) dans les éléments identifiés
dans les circuits suivants?
a)
b)
c)
d)
18) Quelle est la valeur de la différence de potentiel (d.d.p.) (U) dans les éléments
identifiés dans les circuits suivants?
a)
b)
c)
d)
e)
f)
19) Quelle est la valeur de la résistance équivalente(Réq) des circuits suivants?
a)
b)
c)
d)
20) Quelle est la valeur de la résistance équivalente (Réq) des circuits?
a)
b)
21) Quelle est la valeur de l’intensité du courant de R2 des circuits suivants?
a)
b)
c)
d)
22) Quelle est la valeur de la différence de potentiel (d.d.p.) de la pile qui alimente
le circuit suivant? ______________________________________________________________
23) Quelle est la valeur de la résistance R3 du circuit suivant? __________________
24) Un jeu de 24 petites lumières sont branchées à une source de 120 V.
Chacune d’elles est parcouru par un courant de 0,150 A.
Quelle est la résistance totale du circuit? _______________________________________
25) Quelle est la valeur de la conductance d’un résistor de 20,0 Ω qui est traversé
par un courant de 0,600 A? ____________________________________________________
26) Quelle est la valeur de la résistance R2 et de la résistance Réq dans le circuit
suivant? _______________________________________________________________________
27) Quelle est la valeur de l’intensité du courant totale du circuit suivant?
________________________________________________________________________________
28) Voici la fiche signalétique d’un séchoir à cheveux:
Quelle est l’intensité du courant qui passe dans ce séchoir à cheveux? ___________
29) Soit la pile illustrée
dans le circuit ci-contre:
a) Quelle est la puissance générée par la pile? __________________________________
b) Quelle est l’énergie fournie par la pile en 3,00 minutes? ______________________
30) Une ampoule est parcourue pendant 5,00 minutes par un courant électrique
de 2,00 A.
a) Quelle est, en coulombs, la charge électrique qui a passé par l’ampoule?
________________________________________________________________________________
b) Combien d’électrons, ont passé dans le filament de l’ampoule? ________________
31) Un résistor, relié à une batterie de 5,00 V, consomme 100 J.
Quelle est le nombre d’électrons qui ont traversé ce résistor? ____________________
32) Un résistor consomme 10,0 J lorsqu’il est traversé par une charge électrique
de 2,00 C en 30,0 secondes.
a) Quelle est la différence de potentiel aux bornes de ce résistor? ________________
b) Quelle est la valeur de la résistance de ce résistor? ___________________________
33) Une charge totale de 75,0 C traverse un résistor de 20,0 Ω en 10,0 s.
Quelle est la différence de potentiel aux bornes de ce résistor? __________________
34) L’ampoule de 100 W dont Véronique se sert pour éclairer sa table de travail à
une durée de vie de 1 000 heures.
a) Quelle quantité d’énergie, en joules, a-t-elle consommée au cours de sa vie?
________________________________________________________________________________
b) Combien d’électrons ont circulé dans cette ampoule? _________________________
c) Quelle est la valeur de la résistance de cette ampoule? ________________________
35) Tu branches séparément 3 résistors: un de 20,0 Ω, un autre de 30,0 Ω et un
dernier de 15,0 Ω à une pile de 9,00 V.
Lequel des 3 a dépensé le plus d’énergie? _______________________________________
36) Au laboratoire, Maude utilise une source d’alimentation dont la différence de
potentiel varie de 1,50 V à 10,0 V. Elle monte un circuit qui génère une puissance
de 15,0 W. Elle se demande si l’effet joule (puissance dissipée) est important.
Qu’en pensez-vous?
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Preuve:
37) La puissance dissipée par un fil conducteur branché à une génératrice est de
250 W. Cette génératrice fonctionne sur le 240 V et génère une puissance de
5,00 kW.
a) Quelle est la résistance du circuit électrique? _________________________________
b) Quelle est la résistance du fil conducteur? ___________________________________
38) Quelle est la résistance équivalente des circuits suivants?
a) _____________________________________________________________________________
b) _____________________________________________________________________________
c) _____________________________________________________________________________
d) _____________________________________________________________________________
e) _____________________________________________________________________________
f) ______________________________________________________________________________
39) Quelle est l’intensité du courant des circuits suivants?
a) _____________________________________________________________________________
b) _____________________________________________________________________________
c) _____________________________________________________________________________
d) _____________________________________________________________________________
e) _____________________________________________________________________________
f) ______________________________________________________________________________
40) Quelle est la différence de potentiel des circuits suivants?
a) _____________________________________________________________________________
b) _____________________________________________________________________________
c) ____________________________________________________________________________
d) ____________________________________________________________________________
e) _____________________________________________________________________________
f) ______________________________________________________________________________
41) Vous montez le circuit électrique suivant:
a) Quelle est la puissance de chacun des résistors? _____________________________
b) Quelle est l’énergie consommée par ce circuit en 30 minutes? _________________
42) Une source d’alimentation réglée à 3,00 V déplace 500 C en 10,0 s.
a) Quelle est la puissance de cette source d’alimentation? _______________________
b) Quelle est l’énergie dépensée par cette source d’alimentation? ________________
43) Deux génératrices ont chacune une puissance de 1 kW.
La première fournie une différence de potentiel de 250 V à des conducteurs dont
la résistance est de 15 Ω tandis que la deuxième fournie une différence de
potentiel de 200 V à des conducteurs dont la résistance est de 10 Ω.
Quelle génératrice à la puissance dissipée la plus petite? _______________________