Ex-EM-I-B - Passeport

APPLICATION N°4
En observant les lignes de champ, déterminer les types de charges électriques
en présence.
Ces charges valent toutes en valeur absolue 1 µC. Représenter et calculer les
forces qu’elles exercent les unes sur les autres si elles sont distantes de 10 cm.
APPLICATION N°5
A une distance r d’une charge q, le champ électrique a pour valeur E. A quelle
distance de la charge le champ est-il :
4 fois plus grand, 9 fois plus grand ?
4 fois plus petit, 9 fois plus petit ?
APPLICATION N°6 (USAGE D’UN TABLEUR-GRAPHEUR CONSEILLÉ)
Deux charges négatives Q sont situées aux points A et B distants de D.
On considère le point M situé sur la médiatrice du segment AB qui est repéré par
l’angle α que fait la direction AM avec AB.
M
D = 20 cm
Q = 10 –11 C
A
α
B
Représenter le champ résultant en M.
Établir la relation en fonction de Q, D et α de la valeur du champ résultant en M.
Calculer les valeurs du champ pour α variant de 0° à 90°, par pas de 5°.
Représenter graphiquement cette variation.
En A, la charge change de signe est devient positive. Répondre de nouveau aux
questions précédentes.
APPLICATION N°7
Calculer la valeur de la force d’interaction électrique au sein d’un atome
d’hydrogène dont le diamètre est de l’ordre de 108 . 10 – 9 mm.
APPLICATION N°8
Trois charges positives q de 10 pC sont disposées aux sommets d’un triangle
équilatéral de 8 cm de côté.
Quelle est la valeur d’une charge Q et où faut-il la placer pour que ces charges
soient en équilibre ? La charge Q est-elle aussi en équilibre ?
APPLICATION N°9
Un nuage électronique d’un milliard d’électrons est soumis à une différence de
potentiel de 5 000 V. A quelle variation d’énergie cela correspond-il ?
On définit une nouvelle unité d’énergie, l’électron-volt (symbole eV) comme
l’énergie dissipée par un électron subissant une différence de potentiel de 1 V.
Évaluer l’énergie précédente en électron-volt et établir la relation entre joule et
électron-volt.
APPLICATION N°10
On place en A une charge positive Q dans le champ électrique E créé par la
charge positive q située en O, à la distance OA = r.
Si on lâche la charge Q, quelle trajectoire va-t- elle prendre ?
Écrire l’expression du travail élémentaire dT de la force électrique lorsque la
charge Q se déplace sur cette trajectoire d’une petite distance d
Écrire l’expression de la variation d’énergie potentielle d de la charge Q
correspondant à ce déplacement élémentaire. En déduire la variation dV du
potentiel lors de ce déplacement.
Le potentiel d’un point infiniment loin de la charge q étant nul, déterminer par
intégration de dV, de A à l’infini, l’expression du potentiel VA.
Où se situent tous les points qui ont même potentiel que le point A ?