Série 3ème Interaction électrique A- Essentiel à retenir ILoi de coulomb q1 et q2 sont deux charges ponctuelles, placées respectivement en A et B. - F1/2 F2/1 q2 F1/2 force électrique exercée par q1 sur q2. F2/1 force électrique exercée par q2 sur q1. (F1/2 , F2/1) est une interaction électrique, ses caractéristiques : * droite d’action : la droite AB. La valeur : F1/ 2 F2/1 II- A B q1 K q1 . q 2 d 2 avec K 1 9.109 usi et d=AB 40 Champ électrique créé par une charge q ponctuelle : O q0 O q0 EM M EM M Direction : droite (OM). Direction : droite (OM) Sens : de O vers M. Sens : de M vers O. Valeur : E M 9.109. q OM 2 Expression vectorielle du champ électrique : 9.109.q.OM EM OM 3 y B- Exercices : Exercice n° 1 : B A I-/ Deux charges électriques ponctuelles q1 = 2 µC et q2 = - 4 µC sont placées respectivement en deux points A(- 4, 0 ) et B( 4, 0 ) relativement à un repère orthonormé (O,i,j). les distances sont mesurées en cm. C x O Fig 1 1- Déterminer les caractéristiques de l’interaction électrique qui existe entre les deux charges q1 et q2. 2- Déterminer les caractéristiques du champ électrique E o créé au point O par les deux charges q1 et q2 . Les distances sont mesurées en cm et K = 9.109 USI. Cours En Ligne Pour s’inscrire : www.tunischool.com Page 1 sur 3 Série 3ème Interaction électrique 3- Déterminer les caractéristiques du champ électrique EC et q2. créé au point C( 6, 0) par les deux charges q1 4- Préciser, en le justifiant, en quel point de la droite AB faut-il placer une troisième charge électrique q non nulle pour qu’elle reste immobile. 5- La charge q2= - 2µC, déterminer les caractéristiques du champ électrique E D créé au point D( 0, 3) par les deux charges q1 et q2. Exercice 2 Une tige isolante AB (AB = 20 cm ) est inclinée d’un angle = 30° avec l’horizontale. 1- On fixe en A une charge q1 = - 10 nC, en B une charge q2 = 10 nC. Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrostatique au point C situé sur la tige AB à 5 cm de A. 2- Une petite sphère (S) portant une charge q = 30 nC, de masse m, peut coulisser sans frottement sur la tige AB, elle s’immobilise en C. a- Faire le bilan des forces qui s’exercent sur la sphère (S) ; les A représenter. C q q1 b- En appliquant la condition d’équilibre de la sphère, calculer la masse m et la valeur de la réaction de la tige. On donne IIgII = 10 N.Kg-1. 3- En maintenant la tige AB horizontalement, la sphère reste t-elle B immobile ? si non dans quel sens+ va-t-elle se déplacer ? q2 Exercice n ° 3 : Deux charges électriques ponctuelles q1 = 2 c et q2 = - 2 c 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 AC 2AB . b – On place en C une troisième charge ponctuelle q=4 c . Déterminer les caractéristiques de la force électrique F 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 . j Exercice n° 4 On place aux points A et B deux boules métalliques identiques (B1) et (B2) supposées ponctuelles. La distance entre A et B est égale à 2a. La boule (B1) porte la charge -q et la boule (B2) porte la charge +q ( q>0). On note O milieu du segment [AB] et () la médiatrice de [AB] contenue dans le plan de la figure. Soit M un point de () distant de h du point O.(figure 1) 1-a- Définir la ligne de champ. Représenter le spectre électrique des deux charges placées en A et B. b- Représenter les vecteurs champs électriques respectivement par B1 et B2 au point M. i M Fig 1 h A -q a O B +q E A et E B créés c-Exprimer la valeur de E A et de E B en fonction de K, q, a et h. Montrer que || E A || = || E B ||. K=9.109 u.s.i Cours En Ligne Pour s’inscrire : www.tunischool.com Page 2 sur 3 Interaction électrique Série 3ème 2- On notera E M le champ électrique créé par les deux boules (B1) et (B2) au point M. a- Déterminer les coordonnées EMx et EMy du vecteur E M dans le repère orthonormé (M, i , j ) en fonction de K, q, a et h. b- Montrer que E M 2.K. q .cos a h 2 2 .i , avec cos a a h2 2 . c- Déduire la valeur de E M. On donne a=10 cm, h=17,33 cm et q=0,3 µC. déduire sa valeur au point O 3- On veut déterminer les caractéristiques de E M par construction géométrique, pour cela on donne l’échelle suivante : 2.104 N.C-1 1 cm. a- Représenter, à l’échelle, E A et E B au point M puis construire E M. b- Déduire à partir de la construction géométrique les caractéristiques de E M. Cours En Ligne Pour s’inscrire : www.tunischool.com Page 3 sur 3