Magnétisme – Exercices

Magnétisme –
Exercices
I. Enoncé
On dispose d’un solénoïde de longueur L = 40 cm et comportant N =
250 spires. On le place de telle sorte que son axe soit horizontal et
perpendiculaire au plan du méridien magnétique. Le solénoïde est
parcouru par un courant électrique d’intensité constante.
! Partie I
Le champ magnétique terrestre peut être négligé.
On effectue des mesures de la valeur BS du champs magnétique B S
à l’intérieur du solénoïde. La sonde est placée sur l’axe du solénoïde à
une distance x de son centre O. On obtient les résultats suivants :
→
x(cm)
0
4
8
11
14
17
20
BS (mT)
3,3
3,3
3,3
3,3
3,2
2,8
2,1
1 – Tracer un graphique représentant les variations de B en fonction
de x sur toute la longueur du solénoïde.
2 – Que peut-on dire du champ magnétique à l’intérieur de la bobine ?
3 – Calculer l’intensité I du courant qui traverse la bobine.
4 – A l’aide du graphique, déterminer la longueur du solénoïde sur
laquelle la valeur du champ magnétique reste supérieure à 90% de sa
valeur maximale.
! Partie II
On fait maintenant diminuer l’intensité du courant dans les spires du
solénoïde afin que la composante horizontale du champ magnétique
terrestre ne soit plus négligeable. On a I = 0,1 A.
On place au centre de la bobine une petite aiguille aimantée. Celle-ci
s’oriente spontanément dans une direction faisant un angle
α = 14,3° avec l’axe du solénoïde.
1 – On veut que le champ B S crée par la bobine soit dirigé vers la
droite. Indiquer quel doit être le sens du courant dans les spires pour
que ce soit effectivement le cas.
2 – Faire un schéma représentant les vecteurs champ créés par le
solénoïde B S et par la Terre B H, ainsi que le champ résultant B .
3 – Calculer la nouvelle valeur de B S.
→
→
→
→
→