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. .b 2 cm 20 o .a I1 . c I2 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 2i 3 j 1k km/s subie une force magnétique de Q 5i 2 j 16k N. Il règne un champ magnétique uniforme pour lequel Bx=2By. A) B) C) D) Quel est Quel est Quel est Quel est le champ magnétique ? l’angle entre la force magnétique et le champ ? l’angle entre la force magnétique et la vitesse? 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. vo E B) Dessinez la trajectoire suivie par un électron trop rapide. C) À quelle vitesse voyageront les électrons émergeant du sélecteur? NYB – GT A11 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. z I #1 Vue en 3D #4 Vue de dessus SS N S N y 30 o #2 x #3 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 : e a) On fait tourner la boucle dans le sens horaire. b) On augmente l’intensité du champ magnétique. a c) On déplace la boucle vers le bas à vitesse constante. d) On déplace la boucle vers la gauche en accélérant. d 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. c NYB – GT A11 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). I1 = 3A I2 = 6A .d 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. .e .g C) Les deux fils tendent à se repousser l’un de l’autre. #1 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). #2 5 cm 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 ? v 10. On éloigne un aimant droit d’un solénoïde. A) Dessinez quelques lignes du champ magnétique induit dans le solénoïde. S N B) Dessinez le sens dans lequel circulera le courant induit dans le solénoïde. NYB – GT A11 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 ? Vue en 3D. Vue de côté. A1 Réponses : 1. A) vers le bas B) 0,376 G vers le haut A2 8. Tous vrais sauf le F G) 90 µT, entrant H) ligne verticale à 5 cm à gauche du fil #1 2. vers le sol 3. horizontale et à 30o au sud de l'est 9. A) anti-horaire B) se repousser 4. A) (0, 004i 0, 002 j 0, 001k )T B) 90o C) 90o D) 79,9o 10. 5. A) sortant I B) 11. flux égal C) 500 m/s F1 0,16k N ; F2 0, 48i N 6. A) F3 0,16k N ; F4 0, 48i N B) 0,0831 Nm 7. A) aucun Iind B) Iind, sens horaire C) aucun Iind D) aucun Iind E) Iind, sens anti-horaire NYB – GT A11