3- La caractéristique d`un dipôle générateur ( G )
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Année scolaire : 2011 /2012 Proposé par : Boussada Rajhi Date : Durée : Niveau : 07 2011 12 2 Heures 2ème Science 3-4 L’usage de la calculatrice est autorisé. Donner les expressions littérales avant l’application numérique. Nom : .................................. Prénom :...................................... Numéro : ........ CHIMIE (8 points) Exercice 1 (3points) Un atome renferme 16 neutrons. La charge de son noyau est Q = 24 .10-19 C. 1) a- Déterminer son nombre de charge sachant que e = 1,6. 10-19C. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. b- Déterminer son nombre de masse ………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………. c- Donner sa représentation sachant que c’est le phosphore. ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 2) Donner sa structure électronique …………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………….. 3) Donner le schéma de Lewis de phosphore …………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………….. Exercice 2(5points) On donne : C (Z=6) N(Z=7) H(Z=1) 1- Définir une liaison covalente ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. 2- On veut former la molécule C2H5NH2 a- Quels sont les éléments chimiques qui constituent cette molécule ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. Barème/ capacité 0.5-A1 0.5-A1 0.5-A1 0.5-A1 1-A2 0.5-A1 0.5-A1 b- Pour chaque atome donner la structure électronique et le nombre d’électron sur la couche externe …………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………….. 1-A2 …………………………………………………………………………………………….. 1 c- Déduire le nombre de doublets d’électrons dans la molécule C2H5NH2 ............................................................................................................................... d- Quel est le nombre de liaisons que peut former chacun des atomes d’hydrogène H de carbone C et d’azote N dans C2H5NH2 ................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………… 0.5-A1 0.5-A2 e- Faire la représentation de Lewis de la molécule C2H5NH2 ................................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. 1-C f- En déduire le nombre de doublets liants et de doublet non liants existant dans cette molécule ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. 1-A2 PHYSIQUE (12points) Exercice 1 (4points) 1- On donne les caractéristiques intensité-tension respectives des dipôles D1, D2 et D3. Compléter le tableau suivant. Dipôle D1 D2 D3 U(V) U(V) U(V) Caractéristique intensité-tension I(A) I(A) I(A) 1-A1 symétrique/Asymétrique Linéaire/Non linéaire Actif/Passif 2- Les anneaux d’un résistor ont les couleurs suivantes : 1er anneau 2ème anneau 3ème anneau 4ème anneau Rouge Noir rouge Argenté Code couleur Rouge 2 Noir 0 Argenté 10% U (V ) Déterminer sa résistance …………………………………………………… 6 …………………………………………………… 3- La caractéristique d’un dipôle générateur ( G ) est représenté ci-contre Déterminer graphiquement : a- La f.e.m E du générateur ( G ) …………………………………………………. …………………………………………………. 2 b- Sa résistance interne r …………………………………………………... …………………………………………………… 2 1-A2 1-A2 I (A) 1 2 3 1-A2 Exercice 2 (8Points) –les 3 parties sont indépendantesOn réalise le circuit électrique représenté par la figure -1- ci – contre : * G est un générateur de f.é.m E = 6 V et de résistance interne r inconnue. K * Un résistor de résistance R1 inconnue. * Un interrupteur K. * Un voltmètre. A * Un ampèremètre de résistance négligeable. I ) K est ouvert : Partie A G + - V Figure 1 R1 1 ) Rappeler l'expression de la loi d'Ohm relative à un dipôle générateur. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 0.5A1 2 ) Donner en justifiant la réponse l'indication du voltmètre. ………………………………………………………………………………………………………… 0.5-A1 ………………………………………………………………………………………………………… II ) On ferme K l'ampèremètre indique I1 = 2 A et le voltmètre indique U1 = 5 V . 1° ) Calculer la résistance interne r du générateur. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 0.5-A2 ………………………………………………………………………………………………………… 2° ) Calculer la résistance R1 . ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… Partie B On réalise le circuit de la figure -2- ci – contre : * G est un générateur de f.é.m E = 6 V et de résistance interne r = 0,5 Ω. K * M est un moteur de f.c.é.m. E' et de résistance interne r' = 0,5 Ω . * Un résistor de résistance R2 inconnue. A 1- On empêche le moteur de tourner, l'ampèremètre indique I2 = 3 A . 0.5-A2 G +- Figure 2 a- Calculer la tension UG aux bornes de R2R2 M générateur. ……………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………….. 0.5-A2 ……………………………………………………………………………………………………….. b- Sachant que la puissance électrique dissipée par effet joule dans tout le circuit est Pth totale = 22,5W. Déduire la valeur de la résistance R2 ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 0.5-A2 ……………………………………………………………………………………………………….. II ) Le moteur tourne, On règle la résistance de résistor R2 = 0,5 Ω et l'intensité du courant devient I3 = 2 A . 1° ) Calculer la force contre électromotrice E' du moteur. …………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… 0.5-C …………………………………………………………………………………………………………. 3 2° ) Le rendement du moteur est ρ = 0.75 , retrouver la valeur de E' du moteur . …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. 1-A2 …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. 3° ) Calculer l'énergie mécanique développée par le moteur pendant une durée Δt = 2 minutes. …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. 0.5-A2 …………………………………………………………………………………………………………. Partie C On considère le circuit de la figure 3 G2 (E2 , r2=1 Ω) I=3A + Figure 3 A (E’2, r’2) I2 P N Electrolyseur I1 1- R’ a- Déterminer la valeur I1 de l’intensité du courant traversant le résistor de résistance R’ = 10 Ω..Sachant que la puissance thermique de ce résistor est Pth(R’) = 10 W ................................................................................................................................................. …………………………………………………………………………………………………………. 0.5-A2 b- en déduire la valeur I2 de l’intensité du courant traversant l’électrolyseur …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. 0.5-A2 ………………………………………………………………………………………………………….. 2- la puissance chimique de l’électrolyseur est Pch = 12W. Déterminer la force contre électromotrice E’2 de l’électrolyseur ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 0.5-A2 3- L’énergie dissipée par effet joule dans tout le circuit pendant 5 minutes est Eth = 8100J a- Calculer la puissance thermique dissipée dans tout le circuit ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 0.5-A2 ………………………………………………………………………………………………………….. b- Déterminer la résistance interne r’2 de l’électrolyseur ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 0.5-A2 ………………………………………………………………………………………………………… 4- Déterminer la force électromotrice E2 du générateur G2 …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………….0.5-A2 ……………………………………………………………………………………………………………. 4
