TP Physique F6 1er Gr

UNIVERSITE DE DAKAR – BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT DU SECOND DEGRE TECHNIQUE
Durée : 3 heures Epreuve :
T P P H Y S I Q U E
1
er
Groupe
Coef. : 3 Série : F6
Feuille : 1/1 Code : 06 T 24 A 01
SUJET N° 1
ETUDE DU COMPORTEMENT D’UN CIRCUIT RLC SERIE
EN REGIME SINUSOIDAL FORCE : RESONANCE D’INTENSITE
I. PROTOCOLE EXPERIMENTAL
1) Réaliser le montage ci-après avec r la plus petite possible ; C = 15 µF ; L = 10 mH ; R = 10 ohms.
2) Pour U = 5V (à vérifier tout au long de l’expérience) faire varier la fréquence f de 50 à 1000 Hz en relevant
l’intensité du courant I pour les différentes valeurs de f (prendre au moins 20 valeurs).
3) Observer que pour une fréquence donnée (aux environs de 400 Hz), l’intensité efficace passe par une
valeur maximale : la tension et l’intensité sont alors en phase (remarque : en mode XY, on obtient
une droite).
4) Consigner les résultats dans un tableau (au voisinage de la résonance on relèvera plus de points).
5) Pour la fréquence correspondant à une intensité efficace maximale, mesurer les tensions efficaces aux
bornes du condensateur et de la bobine.
6) Refaire les expériences en choisissant le résistor de résistance R = 30 Ω.
II. COMPTE RENDU
1) Donner dans un tableau de mesures les valeurs des fréquences relevées ainsi que les intensités
correspondantes (20 valeurs) pour chaque résistor.
2) Tracer, pour le même circuit, une courbe de résonance d’intensité I en fonction de la fréquence f :
a) Avec R = 10 Ω
b) Avec R = 30 Ω
3) En déduire la valeur exacte de L, en déterminant graphiquement la fréquence à la résonance f
0
.
4) Calculer la bande passante puis le facteur de qualité du circuit sélectif.
5) Donner les valeurs des tensions efficaces aux bornes du condensateur et de la bobine correspondant à la
résonance d’intensité.
GBF
Y
A
Y
B
C
R
L
r
V
V
A
V

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SUJET N° 2
EXPERIENCE D’OERSTED
I. PARTIE EXPERIMENTALE
1) Faire le montage du circuit suivant :
2) Pour différentes valeurs de l’intensité I du courant, relever l’angle α de déviation de l’aiguille
aimantée par rapport à sa position initiale en l’absence de courant (position où l’aiguille aimantée et le
fil sont parallèles).
3) Remplir la deuxième et troisième ligne du tableau ci-dessous.
I (A) 0 0,5 1 1,5 2 2,5
α (degré)
tan α
B
f
(T)
II. PARTIE THEORIQUE
1) Indiquer la valeur limite de l’angle α quand le courant i augmente et dire pourquoi.
2) Quels sont la direction et le sens du champ magnétique créé par le fil conducteur au point où se trouve
le pivot de l’aiguille aimantée ?
3) Faire un schéma ‘‘vue de dessus’’ sur lequel figureront le fil, le sens du courant, la composante
horizontale du champ magnétique terrestre
B
H
, le champ créé par le fil
B
f
, le champ résultant
B
et
l’angle α de déviation de l’aiguille aimantée.
4) Exprimer B
f
en fonction de B
H
et de α.
5) En utilisant la relation précédente compléter la quatrième ligne du tableau des mesures.
6) Tracer la courbe B
f
= f(I) en précisant les échelles choisies. En déduire la distance d qui sépare le fil
de l’aiguille aimantée.
On donne : µ
0
= 4π.10
-7
(S.I) B
H
= 2,86.10
-5
T à Dakar.
K
Aiguille
aimantée
A
disque
graduée

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SUJET N° 3
BALANCE DE COTTON
I. ETUDE EXPERIMENTALE
1) Régler l’aiguille de la balance au zéro.
2) Faire un montage électrique permettant de faire varier l’intensité du courant qui traverse la balance.
3) En faisant varier les masses sur le plateau de 5
cg en 5 cg entre 0 et 4,5 dg , noter la valeur de
l’intensité I qui équilibre la balance.
4) Faire un tableau de mesures où figurent I,
I
I
∆
, m et
m
m
∆
.
II. ETUDE THEORIQUE
1)
Donner le but de la manipulation.
2) Faire le schéma du montage électrique à réaliser.
3)
Donner le schéma et le mode de fonctionnement de la balance de Cotton.
4)
On pose une masse m sur le plateau de cette balance initialement à l’équilibre. Indiquer sur le schéma
de la question II-3) le sens du courant et celui du champ magnétique
B
r
pour que la balance retrouve
sa position d’équilibre. Préciser l’ensemble des forces s’exerçant sur la balance.
5)
Quelle est la condition d’équilibre ?
6) Calculer pour chaque couple de valeurs (I, m) l’intensité B du champ magnétique créé par l’aimant
et l’incertitude
B
B
∆
. Ajouter ces valeurs calculées dans le tableau de mesures.
7) Calculer la valeur moyenne de B et son incertitude absolue ∆B.
On donne : intensité du champ de pesanteur à Dakar : g = 9,78 (S. I.).

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SUJET N° 4
LE REFRACTOMETRE
I. ETUDE PRATIQUE
1) A partir d’une solution de saccharose de concentration C = 50
g /L, préparer des solutions de
concentration :
• C
1
= 0,8C, • C
2
= 0,6C, • C
3
= 0,5C, • C
4
= 0,4C et • C
5
= 0,2C.
Le volume de chaque solution à préparer est égal à 100 mL.
2) Mesurer l’indice n de réfraction absolue de chaque solution préparée et l’indice n
o
de l’eau distillée.
3) Remplir au fur et à mesure le tableau suivant :
Solution C
1
C
2
C
3
C
4
C
5
Eau distillée C
i
Volume solution prélevée
(mL)
Volume eau distillée ajoutée
(mL)
n
4) Tracer la courbe n = f(C) en précisant les échelles choisies.
5) Mesurer l’indice n
i
de la concentration inconnue C
i
et déterminer graphiquement C
i
II. COMPTE RENDU
1) Indiquer le but du TP.
2) Donner la définition de l’indice n de réfraction d’un milieu transparent et isotrope.
3) Comment varie n pour une solution en fonction de sa concentration C ? Donner l’équation n = f(C).
4) Ecrire la formule de Descartes sur la réfraction et définir chaque terme de cette formule.
Quand dit-on qu’il y a réfraction limite ? Faire un schéma.
5) La courbe tracée confirme-t-elle l’équation de la question II. 3) ?

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SUJET N° 5
COLORIMETRIE
I. PARTIE THEORIQUE
1) Enoncer la loi de Beer-Lambert.
2) Expliquer le principe de fonctionnement du colorimètre de Duboscq.
3) Faire un schéma simplifié et commenté du colorimètre de Duboscq.
II. PARTIE PRATIQUE
1) A partir d’une solution de permanganate de potassium KMnO
4
de concentration molaire 0,1mol/L,
préparer dans deux fioles de 100mL deux solutions :
- S
1
de concentration C
1
= 0,01mol/L,
- S
2
de concentration C
2
= 0,005mol/L.
2) En utilisant la solution S
1
comme étalon et S
2
comme solution à doser, effectuer trois mesures.
Donner un tableau des résultats.
3) Déterminer expérimentalement la concentration molaire d’une solution X inconnue.