L2 - Physique pour les Sciences de l`univers REVISIONS

L2 - Physique pour les Sciences de l’univers
REVISIONS: ´electromagn´etisme des charges ponctuelles
Vendredi 8 f´evrier
1 R´evisions sur le mouvement circulaire uniforme
Une particule a un mouvement circulaire et uniforme.
a. Est ce que la valeur (norme) du vecteur vitesse change au cours du temps ?
b. Le vecteur vitesse change-t-il de direction au cours du temps ?
c. Le vecteur acc´el´eration est-il nul ? non nul ? constant au cours du temps ?
Justifier chaque r´eponse par une phrase et un sch´ema.
2 G´en´eralit´es pour une particule dans un champ magn´etique
On ´etudie le mouvement d’une particule (masse m, charge q > 0) qui se d´eplace dans un champ
magn´etique uniforme de valeur B.
a. On n´eglige les effets du poids de la particule. Justifier.
b. Quelle est l’expression vectorielle de la force magn´etique subie par la particule ?
c. En d´eduire l’expression (simple) de son vecteur acc´el´eration en fonction de q,m,
−→
Bet −→ v.
3 Energie cin´etique
L’´energie cin´etique de la particule est-elle modifi´ee lorsqu’elle se d´eplace dans le champ magn´etique ?
Justifier. Si la particule ´etait en mouvement dans un champ ´electrique uniforme, que pourrait-on dire
sur son ´energie cin´etique, conserv´ee, modifi´ee, pourquoi ?
4 Trajectoire d’une particule dans un champ magn´etique
On a r´ealis´e deux exp´eriences : pour l’une la particule poss`ede un vecteur vitesse initiale −→ v0per-
pendiculaire `a
−→
B, pour l’autre −→ v0est parall`ele `a
−→
B.
a. Dans quel cas la trajectoire est-elle rectiligne ? Dans quel cas est-elle circulaire ? Uniforme ou non ?
b. Dans le cas d’une trajectoire circulaire, d´emontrer que le rayon du cercle est donn´e par la relation :
R=mv0/qB.
c. Avant l’introduction dans la zone o`u r`egne le champ magn´etique, la particule a ´et´e acc´el´er´ee. Par
quel type de champ ? Comment peut-on le cr´eer ?
5 En pratique
a. Proposer un dispositif permettant d’obtenir un champ magn´etique uniforme.
b. Quel est l’appareil qui permet de mesurer un champ
−→
B?
c. Quel type d’appareil utilise ces propri´et´es : acc´el´eration d’une particule, puis application d’un champ
magn´etique ? dans quel but ?
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