EM2_CCC_Mouvement de Charges dans un Champ EM_Vrai Faux

Lycée Jean Perrin
Lycée Jean PerrinLycée Jean Perrin
Lycée Jean Perrin Physique
PhysiquePhysique
Physique –
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– Chim
Chim Chim
Chimi
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Professeur
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Professeur : Yves HECKEL
: Yves HECKEL: Yves HECKEL
: Yves HECKEL Classe de TSI1
Classe de TSI1Classe de TSI1
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2 :
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: Mouvement de Particules Chargées
Mouvement de Particules ChargéesMouvement de Particules Chargées
Mouvement de Particules Chargées
I.
I.I.
I. Champ Magnétique
Champ MagnétiqueChamp Magnétique
Champ Magnétique
I.1. Quelles sont les deux sources connues de champ magnétique ?
I.2. Représenter quelques spectres simples connus.
I.3. Quelle est l’unité du champ magnétique ? Avec quel appareil peut-on le mesurer ? Détailler.
I.4. VF : En magnétostatique, le champ électrique est constant, et le champ magnétique nul ?
I.5. VF : En électrostatique, le champ électrique est constant, et le champ magnétique nul ?
I.6. VF : Les champs électrique et magnétique sont indépendants ?
II.
II.II.
II. Force de Lorentz
Force de LorentzForce de Lorentz
Force de Lorentz
II.1. Rappeler l’expression de la force de Lorentz.
II.2. VF : Le champ électrique qui s’exerce sur une particule chargée l’accélère dans une direction parallèle à
celle du champ ?
II.3. VF : La trajectoire d’une particule chargée dans un champ électrique peut être une droite ?
II.4. VF : Le mouvement d’une particule chargée dans un champ électrique est uniforme ?
II.5. VF : Le champ électrique qui s’exerce sur une particule chargée au repos la met en mouvement ?
II.6. VF : La trajectoire d’une particule chargée dans un champ magnétique peut être une droite ?
II.7. VF : Le mouvement d’une particule chargée dans un champ magnétique est uniforme ?
II.8. VF : Le champ magnétique qui s’exerce sur une particule chargée au repos la met en mouvement ?
II.9. VF : La trajectoire d’une particule chargée dans un champ magnétique est plane si sa vitesse initiale est
orthogonale au champ magnétique ?
II.10. Dans le cas général, quelle est la trajectoire d’une particule soumise à un champ magnétique constant ? (la
vitesse initiale de la particule et le champ peuvent être dans n’importe quelle orientation relative).
II.11. Quelle est la vitesse acquise par un électron (initialement de vitesse négligeable) accéléré sous une
différence de potentiel de 250kV ? Commentaire.
II.12. Comment dans un oscilloscope (analogique), les faisceaux d’électrons arrivent-ils sur l’écran ? Comment
sont-ils déviés ?
III.
III.III.
III. Application à l’électrocinétique
Application à l’électrocinétiqueApplication à l’électrocinétique
Application à l’électrocinétique
III.1. Quelle est la définition du vecteur densité de courant ? Quelle est son expression ?
III.2. Dans le modèle classique d’un conducteur métallique, préciser ce que représente la grandeur τ dans la
« force de frottement »
/
mv
τ
− . De quel phénomène cette force permet-elle de rendre compte ?
III.3. A l’aide d’un PFD, établir la loi d’Ohm locale
j E
σ
= et retrouver l’expression de la conductivité
électrique σ d’un métal. Rappeler pour le cuivre l’ordre de grandeur de σ (avec son unité), de sa densité
volumique d’électrons libres n, et en déduire celle de τ.
III.4. Faire la démonstration du passage de
j E
σ
= à
AB AB
U R I
= ⋅
pour un conducteur filiforme de longueur l
et de section s, et retrouver l’expression de la résistance électrique
/
R l s
σ
=
d’un conducteur cylindrique
à conduction axiale.
III.5. Estimer la résistance R d’un fil de cuivre de longueur l = 40 cm et de diamètre d = 1mm utilisé en TP.
III.6. L’effet Joule, qui accompagne le passage de tout courant à travers un matériau résistif est-il un effet souhaité
ou néfaste ? Comment peut-on caractériser par une phrase la « résistance électrique » d’un matériau ?
III.7. Comment la résistance électrique des métaux dépend-elle de la température ?
III.8. La section du fil électrique pour un éclairage (Imax = 16A) est de 1,5 mm
2
et pour une cuisinière (Imax =
32A) de 6 mm
2
. Pourquoi cette différence ?