(corr TP n°12

Correction TP n°12 champs et forces.
TP n°12
Champs et forces
Objectif : Cartographier un champ électrostatique et un champ magnétique créé
par un aimant.
Cartographier un champ consiste à donner une représentation de ce champ en
plusieurs points de l’espace.
I-Etude d’un champ électrostatique
1°)Montage
Placer deux lames de cuivre, disposées parallèlement dans une cuve contenant une
solution de sulfate de cuivre et soumises à une tension continue de 6V.
Des charges électriques apparaissent sur les plaques (positives sur l’une, négatives sur
l’autre) ; Un champ électrostatique est créé entre les deux plaques et dans leur
voisinage.
La cuve transparente est placée sur une feuille de papier millimétré.
L’expérience consiste à mesurer la tension entre la plaque reliée à la borne négative du
générateur et un point quelconque de la cuve, à l’aide d’une sonde reliée à un multimètre,
pour pouvoir préciser les caractéristiques du champ E créé
2°)Manipulation
a-Quelle est la valeur de U quand la sonde est au contact de la plaque positive ? 6,2 V
Quelle est la valeur de U quand la sonde est au contact de la plaque négative ? 0 V
Ces valeurs dépendent-elles du point de mesure sur les électrodes ? Non
b-Que remarque-t-on si la sonde est déplacée sur une ligne parallèle aux deux
électrodes ?
Lorsque nous déplaçons la sonde suivant une ligne parallèle aux deux plaques, la
tension U mesurée est constante.

En déduire l’allure des lignes équipotentielles entre les deux plaques.
Soit P le point étudié.
La tension U entre la plaque négative et le point P est aussi appelée différence
de potentiel :
U = V
P
- V
N
La tension U étant constante pour tous les points appartenant à une même ligne
parallèle aux plaques, tous ces points ont même potentiel V
P
.
Ils appartiennent à une ligne équipotentielle
Les lignes équipotentielles sont donc des lignes parallèles aux plaques.
c-Etude quantitative.
Soit d la distance entre la plaque négative et la sonde.
Mesurer U pour différentes valeurs de la distance d.
Consigner les résultats dans le tableau suivant :
d (cm)
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
U(V)
0,7 1,2 1,7 2,3 2,8 3,4 4,0 4,5
Tracer la courbe U = f(d).
U = f(d)
y = 0,5676x
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10
d (cm)
U (V)
Commenter l’allure. Donner l’équation de la courbe.
La courbe obtenue est une droite passant par l’origine, d’équation :
U = 0,57 d avec d en centimètre et U en volt.
Soit :
U = 57 d avec d en mètre et U en volt.
3°)Caractéristiques du champ électrostatique entre les deux plaques.
Le champ électrostatique entre les deux plaques a :
-pour direction la perpendiculaire aux plaques ;

-son sens va de la plaque chargée positivement à la plaque chargée négativement ;
-sa valeur est donnée par la relation :
E = U/d Unité : volt par mètre ( V.m
-1
)
Préciser sa valeur dans le cas de l’étude expérimentale précédente :
D’après la relation précédente, nous pouvons écrire :
U = E.d
Par analogie, E correspond graphiquement à la pente de la droite tracée. Par
suite :
E = 57 V.m
-1
Comment peut-on caractériser le champ électrostatique créé ?Justifier.
En tout point de la région située entre les deux plaques, le champ électrique E
conserve la même direction, le même sens et la même valeur.
Le vecteur E est un vecteur constant.
Le champ électrique crée est un champ uniforme.
Tracer le vecteur E en différents points, sur un schéma du montage.