2.1) Quelle est la nature du graphe ? En déduire le type de relation mathématique simple existant entre B et I. Quel est le nom de l’unité correspondant à la lettre T ? 2.2) On montre que la relation exprimant B en fonction de I est la NxI . suivante : B = 4!x10-7x L Dans cette expression, N est le nombre de spires du solénoïde et L sa longueur exprimée en mètres. Le nombre de spires N du solénoïde étant inconnu, on essaie de le déterminer. Pour cela on fixe la valeur de l’intensité à I = 6 A et on pratique comme suit : 2.2.1) A partir du graphique, préciser la valeur de B correspondant à cette valeur d’intensité I = 6 A (la méthode employée n’est pas à expliquer). 2.2.2) En vous servant de la relation reliant B et I, déduire le nombre N de spires du solénoïde sachant que la longueur du solénoïde a pour valeur L = 0,3 m. III – Champ créé et champ magnétique terrestre !" 3.1) Donner l’ordre de grandeur de la valeur BT du champ magnétique terrestre. 3.2) Le graphe précédent montre que pour une intensité I = 3 A, la valeur B du champ magnétique créé est de l’ordre de 2.10-2 T. Ce champ est-il : a – environ 10 fois plus intense que le champ magnétique terrestre ? b – environ 1000 fois plus intense que le champ magnétique terrestre ? c – environ 10 fois moins intense que le champ magnétique terrestre ? d – environ 1000 fois moins intense que le champ magnétique terrestre ? IV – La résonance magnétique terrestre !" La résonance magnétique nucléaire nécessite des champs très intenses, supérieurs à 1 T. Citer un moyen de produire un tel champ. II. Correction I – Etude qualitative !" → Le sens du vecteur champ magnétique B en un point est donné par l’axe Nord-Sud d’une aiguille aimantée. Ainsi l’orientation de l’aiguille aimantée sera la suivante : Placer l’aiguille aimantée en P ne change en rien l’orientation de l’aiguille si on considère le solénoïde comme long car dans ce cas champ magnétique B est uniforme. → II – Etude quantitative 2.1) Le graphe représenté ici est une droite passant par l’origine : il s’agit d’une droite linéaire. Ainsi B et I sont proportionnels et donc : B = k x I où k est un nombre positif (droite croissante) et représente le coefficient directeur de la droite. Le nom de l’unité correspondant à la lettre T est le Tesla, unité de mesure du champ magnétique. 2.2.1) En regardant à quelle ordonnée correspond une intensité de 6 A sur le graphique, on trouve B = 0,04 T. NxI BxL 2.2.2) On sait que : B = 4!x10-7x donc N = L 4!x10-7xI 0,04x0,3 = "592 spires # "600 spires. 4!x"0-7x6 donc N = III – Champ créé et champ magnétique terrestre !" 3.1) Le champ magnétique terrestre BT a pour valeur approximative moyenne 5x10-5 T. 3.2) Etant donné la valeur donnée plus haut, le champ magnétique à l’intérieur du solénoïde est "000 fois plus intense que le champ magnétique terrestre. On comprend donc aisément que le champ magnétique terrestre peut être négligé dans ce genre d’exercice. IV – La résonance magnétique nucléaire !" Pour créer un champ magnétique très intense, on peut utiliser un solénoïde dans des conditions particulières. En effet, en observant la formule du champ magnétique dans un solénoïde, on s’aperçoit que le champ est intense si : 1/ l’intensité du courant électrique parcourant le solénoïde est élevée ; 2/ le rapport N/L est grand, c’est-à-dire qu’il y a un grand nombre de spires par unité de longueur de solanoïde ; 3/ la valeur 4! x 10-7 étant liée au milieu à l’intérieur du solénoïde, on peut augmenter cette valeur en introduisant dans le solénoïde un noyau de fer doux. MemoPage.com SA © / 6-2002 / ISSN : 1762 – 5920 / Auteur : Emmanuel Parras On place maintenant en un point intérieur au solénoïde une sonde permettant de mesurer l’intensité notée B du champ magnétique créé par un courant électrique continu d’intensité I qui parcourt le solénoïde. On fait varier I et B pour diverses valeurs de I. On trace le graphe représentant les variations de B en fonction de I. II – Etude quantitative !" Schéma n°1 Schéma n°2 On place ensuite cette aiguille aimantée au point P. Son orientation va-t-elle changer ? Justifier. Le champ magnétique B est représenté en un point M situé à l’intérieur du solénoïde (voir schéma n°1). On place au point M la petite aiguille aimantée dessinée ci-dessous (schéma n°2). Reproduire rapidement le schéma du solénoïde sur la copie et dessiner l’aiguille aimantée au point M en précisant clairement son orientation Nord et Sud. → I – Etude qualitative !" On désire étudier le champ magnétique B à l’intérieur d‘un solénoïde. Cette étude comporte différentes parties. → I. Enoncé Le champ magnétique