Atelier: Magnétisme

NYB – GT A11
Atelier: Magnétisme
1. Soit deux fils parcourus par des courants de 2 A voyageant perpendiculairement à cette
feuille. La ligne bc est une médiatrice.
A) Tracez l’orientation du champ magnétique
total au point a.
B) Quel est le champ total (grandeur et
orientation) au point b.
2. Un électron voyageant horizontalement se dirige vers un fil vertical parcouru par un courant
allant vers le sol. Dans quel sens est orientée la force magnétique sur l’électron ?
3. Un proton se déplaçant verticalement vers le bas se trouve dans une région où le champ
magnétique terrestre est horizontal et orienté à 30o à l'est du nord. Quelle est l'orientation la
force magnétique sur le proton ?
4. Une charge Q voyageant à
2 3 1
i j k
km/s subie une force magnétique de
Q
5 2 16
i j k
N. Il règne un champ magnétique uniforme pour lequel Bx=2By.
A) Quel est le champ magnétique ?
B) Quel est l’angle entre la force magnétique et le champ ?
C) Quel est l’angle entre la force magnétique et la vitesse?
D) Quel est l’angle entre la vitesse et le champ ?
5. Sélecteur de vitesse
Un faisceau d’électrons pénètre entre deux plaques chargées entre
lesquelles existe un champ électrique de 200 V/m (vers la droite) et un
champ magnétique de 0,4 T. La gravité est négligeable.
A) Si le champ magnétique est perpendiculaire au plan de la feuille,
quel est son sens pour que le faisceau ne soit pas dévié lors de son
passage entre les plaques?
Représentez le champ magnétique sur le schéma ainsi que tous les
vecteurs forces.
B) Dessinez la trajectoire suivie par un électron trop rapide.
C) À quelle vitesse voyageront les électrons émergeant du sélecteur?
. .
.
a
b
c
I1 I2
2 cm
20
o
o
v
E

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6. Une boucle de courant traversée par un courant de 2 A est placée entre les pôles d’un gros
aimant. La grandeur du champ magnétique est de 0,8 T. Les dimensions du cadre sont de 30
cm (selon l’axe des z) par 20 cm. Déterminez…
A) …la force magnétique
, ,
i j k
exercée sur chacun des 4 segments de la boucle.
Représentez ces forces sur les deux schémas.
B) … la grandeur du moment de force exercé sur la boucle à partir de vos réponses de A.
C) … citez une application de ce dispositif.
7. Une boucle circulaire est placée dans une région où règne un champ magnétique uniforme
sortant de la page. Pour chacune des situations suivantes, déterminez s’il y a un courant
induit et quel est son sens :
a) On fait tourner la boucle dans le sens horaire.
b) On augmente l’intensité du champ magnétique.
c) On déplace la boucle vers le bas à vitesse constante.
d) On déplace la boucle vers la gauche en accélérant.
e) On fait tourner la boucle autour de l’axe e de façon à ce
que le côté gauche de la boucle sorte de la feuille.
a
c
d
e
I
S
N
Vue en 3D
#2
#4
#3
#1
x
y
z
S
N
Vue de dessus
30
o
S

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8. Deux fils parallèles distants de 5 cm sont parcourus par des
courants de sens contraires. Dites si les énoncés (A à F) sont
vrais ou faux.
A) Le champ magnétique engendré par le fil 1 à l’endroit où
se trouve le fil 2 est entrant (dans la page).
B) La grandeur du champ magnétique engendré par le fil 2 à
l’endroit où se trouve le fil 1 est deux fois plus grande à
celle du champ magnétique engendré par le fil 1 à l’endroit
où se trouve le fil 2.
C) Les deux fils tendent à se repousser l’un de l’autre.
D) Le champ magnétique engendré par le fil 2 au point d est
entrant (dans la page).
E) Le champ magnétique total au point e est sortant (de la
page).
F) La force magnétique sur le fil 2 est deux fois plus grande à
la force magnétique sur le fil 1.
A) B) C) D) E) F)
G) Si le point g se trouve à 1 cm du fil 1, quel est le champ magnétique total (grandeur et
sens) au point g ?
H) Où le champ magnétique total est-il nul?
9. Le courant circulant dans un fil augmente
soudainement. À proximité du fil se trouve
un cadre rectangulaire formé par un fil
conducteur.
A) Dans quel sens circulera le courant induit dans le cadre ?
B) Le cadre et le fil vont-ils s’attirer ou se repousser ?
10. On éloigne un aimant droit d’un solénoïde.
A) Dessinez quelques lignes du champ
magnétique induit dans le solénoïde.
B) Dessinez le sens dans lequel circulera le
courant induit dans le solénoïde.
I1 = 3A I2 = 6A
5 cm
.e
.d
.g
#1 #2
S N
v

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11. Une boîte triangulaire est placée dans une région où le champ magnétique est uniforme et
horizontal (parallèle à la base rectangulaire). Le flux à travers la surface verticale A1 est-il
supérieur, inférieur ou égal au flux à travers la surface inclinée A2?
Réponses :
1. A) vers le bas
B) 0,376 G vers le haut
2. vers le sol
3. horizontale et à 30o au sud de l'est
4. A)
(0,004 0,002 0,001 )
i j k T
B) 90o C) 90o D) 79,9o
5. A) sortant
B)
C) 500 m/s
6. A) 1 2
3 4
0,16 ; 0,48
0,16 ; 0,48
F k N F i N
F k N F i N
B) 0,0831 Nm
7. A) aucun Iind
B) Iind, sens horaire
C) aucun Iind
D) aucun Iind
E) Iind, sens anti-horaire
8. Tous vrais sauf le F
G) 90 µT, entrant
H) ligne verticale à 5 cm à gauche du fil #1
9. A) anti-horaire
B) se repousser
10.
11. flux égal
Vue en 3D
.
A1 A2
Vue de côté.
I