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DEC 200.EV - Sciences de la nature, profil EVS
3
203-NYB-EV
Pondération
3-2-3
Heures
75
Unités
2,67
Électricité et magnétisme
Préalables
PA 203-NYA-EV
Mécanique
PA 201-NYA-EV Calcul
différentiel
Énoncé de la compétence OOUR
00US - Analyser différentes situations et
phénomènes physiques à partir des lois
fondamentales de l'électricité et du
magnétisme.
Forme d’enseignement
Classe : Étude de cas, travail d'équipe,
exposés théoriques, démonstrations,
multimédia ;
Laboratoire : expérimentations, ateliers
Éléments de la compétence
OOUS 1. Analyser les situations physiques reliées aux charges
électriques au repos et au courant électrique.
OOUS 2. Analyser les situations physiques reliées
magnétisme et à l'induction magnétique.
au
OOUS 3. Appliquer les lois de l'électricité et du magnétisme.
OOUS 4. Vérifier expérimentalement
l'électricité et du magnétisme.
quelques
lois
de
Incidence des orientations locales sur le cours
Ce deuxième cours de physique fait partie intégrante de l’organisation de la formation spécifique du profil. Il propose
à l’étudiant des activités pédagogiques caractérisées par des problématiques concrètes portant sur des sujets
d’actualité intégrant la biologie, la chimie et les mathématiques. L’approche multidisciplinaire propose un thème
porteur commun aux trois disciplines et favorise le décloisonnement disciplinaire. Le travail d’équipe se fera en
communauté d’apprentissage grâce à des mises en situation lui permettant de faire une simulation des situations de
travail correspondant au monde scientifique et technologique dans lequel l'étudiant devra évoluer au terme de sa
formation.
Le thème porteur de la session répondra à ce besoin de l’étudiant de clarifier ou de confirmer ses champs d’intérêts
relativement aux professions liées au domaine de l’environnement.
Dans le cadre de ce cours, l'étudiant développe des habiletés en communication par la présentation de travaux
individuels et collectifs de formes variées. L'étudiant poursuit l'élaboration de son dossier d'apprentissage (portfolio)
en y cumulant les travaux significatifs liés aux activités réalisées pendant la session. Sa formation favorisera le
développement de valeurs personnelles et professionnelles tels le respect de l’environnement, l'engagement
personnel, professionnel et social dans une approche écosystémique de l’environnement. Sa formation permettra
aussi une prise de conscience des valeurs scientifiques, de leurs fondements éthiques et des défis que pose le
monde actuel
Progression des apprentissages visés pour les compétences développées dans le cours
1.0 Thématique générale du cours
Le cours Électricité et magnétisme est axé sur l'utilisation d'un certain nombre de lois fondamentales qui permettent
de comprendre un grand nombre de situations relatives à l'électricité et au magnétisme. Le cours se divise en
quelques grandes sections : l'étude des charges électriques au repos; l'étude du courant électrique et des circuits
électriques; l'étude du magnétisme, l'étude de l'induction électromagnétique. Les apprentissages à faire en rapport
avec les sections précédentes sont appuyés par un volet expérimental visant à faire, en équipe, la vérification de lois
importantes en électricité et en magnétisme.
2.0 Compétence développée dans ce cours, place du cours dans le programme et préalable(s)
Le cours Électricité et magnétisme développe la compétence OOUS du programme qui consiste à Analyser
différentes situations et phénomènes physiques à partir des lois fondamentales de l'électricité et du magnétisme.
Dans le profil, le cours est donné à la troisième session. Le cours de Mécanique est préalable absolu pour le cours
Électricité et magnétisme, de même que le cours de mathématiques Calcul différentiel (201-NYA-EV).
3.0 Intégration des apprentissages de ce cours
3.1 Liens disciplinaires
Quelques notions du cours Électricité et magnétisme seront réutilisées dans le cours Ondes et physique moderne,
par exemple : les forces et champs électriques et magnétiques, la structure de l'atome, les circuits simples.
3.2 Liens interdisciplinaires avec les cours, selon la session
3.2.1 Cours de la même session
Le cours Électricité et magnétisme se donnant à la troisième session, la plupart des élèves du profil qui le
suiveront feront conjointement le cours de mathématiques Algèbre linéaire et géométrie vectorielle (201NYC-EV), ce qui permettra certains liens : addition de vecteurs (force électrique et champ électrique),
résolution de systèmes linéaires d'équations avec des matrices (résolution de circuits électriques),
introduction aux nombres complexes (circuits en courant alternatif).
Les liens entre le cours Électricité et magnétisme et le cours Structures et fonctionnement des organismes
pluricellulaires (101-FYA-EV) pourront toucher divers sujets, notamment l'électricité animale, les influx
nerveux, et le fonctionnement de l'électrocardiogramme et du défribilateur cardiaque.
Les liens avec le cours de français seront faits au besoin, selon la présence d'aspects liés à la physique dans
les lectures proposées aux élèves.
3.2.2 Cours d'autres sessions
Les savoirs acquis dans le cours Électricité et magnétisme seront en partie réinvestis dans le cours
Environnement (360-FYB-SF) qui sera suivi en même temps et possiblement dans le cours Activité
d'intégration multidisciplinaire en environnement, vie et santé (360-FZB-SF).
Les notions mathématiques étudiées au cours de Calcul différentiel et intégral sont très utiles dans le cours
Électricité et magnétisme.
3.3 Liens multidisciplinaires entre les cours de la session
Le thème d'étude de la troisième session du profil est "Vie et santé". Le cours Électricité et magnétisme doit donc
tenter d'articuler les apprentissages autour de ce thème. Les autres thèmes, "Empreinte écologique" et "Défis
énergétiques", peuvent aussi être l'occasion d'arrimer le contenu du cours Électricité et magnétisme aux orientations
du profil, particulièrement pr rapport à tout ce qui touche la production d'électricité.
4.0 Approche orientante
Par la tenue de visites ou conférences, organisées par l'équipe de professeurs de la deuxième session, l'étudiant se
familiarisera avec les domaines ou les professions suivantes : géologie, génie géologique, génie minier, génie
métallurgique, génie des matériaux, génie chimique, génie du bois, aménagement et environnement forestiers, génie
civil. De plus, certaines activités pédagogiques telles des études de cas ou des approches par problème permettront
à l'étudiant d'établir des liens entre ses apprentissages et des domaines d'études ou des possibilités de carrière.
Énoncé de compétence :
00US - Analyser différentes situations et phénomènes physiques à partir des lois fondamentales de l'électricité et du
magnétisme.
00US - 1 - Analyser les situations physiques reliées aux charges électriques au repos et au courant électrique.
CRITÈRES DE PERFORMANCE
1- Utilisation appropriée des
concepts, des principes et des
lois.
2- Représentation graphique
adaptée à la nature des
phénomènes.
3- Interprétation des limites des
modèles.
4- Justification des étapes retenues
pour l'analyse des situations.
5- Schématisation adéquate des
situations physiques.
HABILETÉS À DÉVELOPPER
Reconnaître les lois, les concepts et
les principes relatifs à une situation
du domaine de l'électrostatique ou
l'électrocinétique.
Reconnaître la nature scalaire ou
vectorielle d'un phénomène.
Comparer les limites de validité d'une
situation donnée par rapport aux
limites des modèles proposés.
Schématiser une situation physique
faisant intervenir l'électrostatique ou
l'électrocinétique en présentant les
éléments et les principes en cause.
Choisir les concepts, les principes et
les lois se rapportant à une situation
liée aux charges électriques au repos
et au courant électrique.
Poser et résoudre la ou les équations
en respectant le symbolisme
approprié.
Justifier le choix des lois, des
principes et des étapes retenus dans
la résolution d'une situation donnée.
Représenter graphiquement (vecteur)
les lignes de champ électrique.
Établir l’expression mathématique du
champ électrique en s'appuyant sur
les concepts, les principes et les lois
mis en cause pour une situation
physique donnée.
Porter un jugement critique sur le
résultat obtenu.
CONTENUS ESSENTIELS
Les concepts, les principes et les lois:
• de l’électrostatique;
• du champ électrique;
• du potentiel électrique;
• de condensateurs et de
diélectriques;
• du courant et de la résistance;
• des circuits à courant continu.
Nature d'un phénomène: scalaire ou
vectorielle.
Limites des modèles d'utilisation des
concepts, des principes et des lois.
Les modes de représentation d'un
champ électrique.
Les modes de représentation
schématique, les symboles et les
codes de représentation.
Les expressions mathématiques
relatives aux champs électriques:
force électrique, intensité du courant,
puissance électrique, résistance d’un
conducteur, différence de potentiel,
énergie potentielle.
00US - 2 - Analyser les situations physiques reliées au magnétisme et à l'induction magnétique.
CRITÈRES DE PERFORMANCE
1- Utilisation
appropriée
des
concepts, des lois et des
principes.
2- Interprétation des limites des
modèles.
3- Représentation
graphique
adaptée à la nature des
phénomènes.
4- Justification des étapes retenues
pour l'analyse des situations.
5- Schématisation adéquate des
situations physiques.
HABILETÉS À DÉVELOPPER
Reconnaître les lois, les concepts et
les principes relatifs à une situation
du domaine du magnétisme et de
l'induction magnétique.
CONTENUS ESSENTIELS
Magnétisme et induction magnétique:
• le champ magnétique;
• les sources;
• l'induction électromagnétique.
Reconnaître la nature scalaire ou
vectorielle d'un phénomène.
Limites des modèles d'utilisation des
concepts, des principes et des lois du
magnétisme.
Comparer les limites de validité d'une
situation donnée par rapport aux
limites des modèles proposés.
Identifier les concepts, les principes
et les lois mis en cause pour une
situation physique donnée.
Schématiser une situation physique
en présentant les éléments et les
principes en cause.
Justifier le choix des lois, principes et
étapes retenus dans la résolution
d'une situation situation reliée au
magnétisme et à l'induction
magnétique.
Représenter graphiquement (vecteur)
les lignes de champ magnétique.
Établir l’expression mathématique du
champ magnétique en s'appuyant sur
les concepts, les principes et les lois
mis en cause pour une situation
physique donnée.
Les modes de représentation de
phénomènes magnétiques.
Les expressions mathématiques
relatives aux champs magnétiques:
flux, force magnétique, force électromotrice induite et courant induit.
00US - 3 - Appliquer les lois de l'électricité et du magnétisme.
CRITÈRES DE PERFORMANCE
1- Utilisation appropriée des
concepts, des lois et des
principes.
2- Application rigoureuse des lois
de l’électricité et du
magnétisme.
3- Schématisation adéquate des
situations physiques
4- Interprétation des limites des
modèles.
5- Représentation graphique
adaptée à la nature des
phénomènes.
HABILETÉS À DÉVELOPPER
Reconnaître les lois, les concepts et
les principes relatifs à une situation
du domaine électrique et magnétique
en vue de déterminer la nature d'un
problème.
Reconnaître la nature scalaire ou
vectorielle des grandeurs physiques
d'un problème.
Comparer les limites de validité d'une
situation donnée par rapport aux
limites des modèles proposés.
CONTENUS ESSENTIELS
Voir les contenus et savoirs
essentiels des éléments 1 et 2 de la
compétence.
La symbolique reliée aux équations.
Les modes de représentation
graphique et schématique.
Méthode de résolution de problème.
Schématiser une situation physique
faisant intervenir l'électricité et le
magnétisme en présentant les
éléments et les principes en cause.
Poser et résoudre la ou les équations
en respectant le symbolisme
approprié.
Justifier le choix des lois, des
principes et des étapes retenus dans
la résolution d'une situation donnée.
Représenter graphiquement, s'il y a
lieu, l'équation utilisée.
Porter un jugement critique sur le
résultat obtenu.
00US - 4 - Vérifier expérimentalement quelques lois de l'électricité et du magnétisme.
CRITÈRES DE PERFORMANCE
1- Expérimentation minutieuse.
2- Utilisation appropriée des
instruments de mesure.
3- Jugement critique des résultats.
4- Rédaction de rapports de
laboratoire selon les normes
établies.
HABILETÉS À DÉVELOPPER
Réaliser des circuits électriques où
sont branchés correctement les
instruments de mesure.
Procéder à la prise de mesure.
Évaluer l'incertitude absolue et
relative sur les mesures et calculs.
Analyser les résultats obtenus afin de
porter un jugement sur ceux-ci.
Rédiger un rapport respectant les
normes établies.
CONTENUS ESSENTIELS
Mesures directes et indirectes
Incertitude absolue et relative
Normes de présentation et de
rédaction d'un rapport
d'expérimentation.