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TD Physique – 3
ème
M et Sc-exp : Loi de Coulomb et champ électrique- Prof : Mr Bel Arbi - page :1-
A- Essentiel à retenir.
I- Loi de coulomb
q
1
et q
2
sont deux charges ponctuelles, placées respectivement en A et B.
2/1
F
r
force électrique exercée par q
1
sur q
2
.
1/2
F
r
force électrique exercée par q
2
sur q
1
.
 ( 2/1
F
r
,1/2 F
r
) est une interaction électrique, ses
caractéristiques :
 Droite d’action : la droite AB.
 La valeur : 2/1
F
r
= 1/2 F
r
=
2
21 ..
d
qqk
avec k =
0
4
1
πε
= 9.10
9
USI et d=AB
II- Champ électrique créé par une charge q ponctuelle :
1°) Notion de champ électrostatique
Si dans une région de l’espace, une charge électrique q, se trouve soumise à une force électrique
F
r
, dans
cette région règne un champ électrostatique
E
r
tel que :
III- Lignes et spectre de champ :
1°) Définition de lignes de champ :
Une ligne de champ est toute courbe tangente en chacun de ses points au vecteur champ
E
r
.
L’ensemble des ces lignes constitue le spectre de ce champ
q
2
q
1
F
1/2
F
2/1
A
B
Direction :
Sens :
Valeur :
Expression vectorielle
du champ
électrique :
Direction :
Sens :
Valeur :
Remarque
:
Champ crée par n charges électriques ponctuelles
:
IV
-
Champ électrostatique uniforme.

TD Physique – 3
ème
M et Sc-exp : Loi de Coulomb et champ électrique- Prof : Mr Bel Arbi - page :2-
B- Exercices :
Exercice n° 1:
En un point A, on place une charge q
A
=5×10
-6
C.
1°)
a- Représenter le spectre crée par cette charge.
b- Déterminer les caractéristiques du vecteur champ
électrique crée par la charge q
A
au point B tel que AB= 20 mm.
2°) On place une deuxième charge q
C
en un point C. Le champ
électrique crée par les deux charges en B est nul.
Calculer la valeur de la charge q
C
.
3°) Donner les caractéristiques de la force exercée par la charge q
A
sur la charge q
C
.
4°) Représenter le vecteur champ électrique en M (voir schéma) crée par les deux charges. Calculer sa
valeur. On donne : k= 910
9
SI. BM=AB= BC= 20 mm
Exercice n ° 2 :
Deux charges électriques ponctuelles q
1
=2µC et q
2
=-2 µC sont placées respectivement en deux points
A et B tel que AB = 20 cm.
1°) Représenter le spectre crée par ces deux charges.
2°)
a – Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrique crée par ces deux charges au point C
tel que
2
AC AB
=
r
r
.
b – On place en C une troisième charge ponctuelle q=4 µC.
Déterminer les caractéristiques de la force électrique
F
r
exercée sur cette charge.
3°) On supprime le charge q.
Déterminer les valeurs du champ électrique créé par les deux charges en un point N située sur
la médiatrice de AB tel que BI = 10 cm avec I=A*B.
Exercice n ° 3 :
1°) Deux charges électriques ponctuelles q
1
=2µC et q
2
=- 4µC sont placées respectivement aux points
A (- 4 cm, 0 cm) et B (4cm, 0cm) relativement à un repère orthonormé
);;( jiO
r
r
.
a-Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrique O
E
r
créé au point O.
b- Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrique C
E
r
réé au point C (6cm, 0 cm).
2°) Une charge électrique q placée en un point M de la droite (AB) reste au repos.
Déterminer la position de ce point.
3°) Deux pendules électriques de même longueur, sont suspendus en deux points O
1
et O
2
séparés par la
distance a = 10 cm. Le fil de l’un des pendules maintient une petite boule de charge électrique q
1
et celui
de l’autre pendule maintient une boule de charge électrique –q
1
.On
place les deux pendules entre deux plaques (P
1
) et (P
2
) verticales
et parallèles délimitant un champ électrique uniforme .Les boules
prennent des positions d’équilibre de sorte que les fils soient
verticaux (figure ci-contre).
a- Déterminer le sens du vecteur champ électrique. En déduire les
signes des charges électriques portées par les plaques (P
1
) et (P
2
).
b-Déterminer la valeur du champ électrique.
N
(
P
2
)
-
q
1
q
1
O
1
O
2
(
P
1
)