2008-2009 Sadiki

1
Collège Sadiki
Devoir de contrôle n° : 1
Sciences physiques
3 M2,3 et 3Sc1
Lundi 10 -11-2008
Profs : Obey-Fkih et Cherchari
 On donnera l’expression littérale avant de passer à l’application numérique.
 L’utilisation de la calculatrice non programmable est autorisée.
 Numéroter les questions.
Exercice n° 1 ( 3 pts ) :
Compléter les équations des deux demi_réactions ainsi que l’équation bilan en
précisant l’oxydant, le réducteur, l’oxydation et la réduction dans chaque cas.
a- Error!
b- Error!
Exercice n° 2 ( 4 pts ) :
le carat nous renseigne sur la pureté d’un métal.
Le carat est le pourcentage de métal pur contenu dans un alliage de métaux précieux. L’or 18 carats est
un alliage d’or (symbole de l’or : Au) et de cuivre (Error! de sa masse est en or pur, le reste est en
cuivre) et l’or 24 carats est de l’or pur. Autres exemples :
Carat
Masse en or
Masse en cuivre
Pourcentage en or
9
9/24
15/24
37,5%
18
18/24
6/24
75%
21
21/24
3/24
87,5%
24
24/24
0/24
100%
(Pour votre connaissance : le carat est la masse d’un grain de « kharoub » car les grains de ce fruit ont
la même masse qui vaut à peu prés 0,2 g.)
Pour déterminer le carat d’une bague en alliage d’or de masse m1 =25,2 g, on l’introduit dans une
solution de nitrate d’argent (Ag+ + NO3-) de concentration molaire C=0,2 mol.L-1 en excès. Après un
temps suffisamment long, un dépôt gris scintillant de masse m2=10,72 g apparaît sur la bague.
1- a- Décrire la réaction qui se produit
en précisant la nature du dépôt
formé. On donne la classification
électrochimique de quelques métaux.
b- Ecrire l’équation de cette réaction.
2- a- Calculer la masse du cuivre qui a réagit. On donne M(Cu) =63,5 g.mol-1 et M(Ag)=108 g.mol-1.
b- Calculer la masse d’or pur contenu dans la bague.
(pourcentage de l’or=Error!.100%). Déduire son carat.
3- Déterminer le volume minimal de nitrate d’argent nécessaire pour faire réagir toute la quantité
de cuivre.
Chimie ( 7 points )
Physique ( 13 points )
Pouvoir réducteur décroissant
Zn
Fe
H
Cu
Ag
Au
B
C
1.5
1.5
1
0.5
1
1
0.5
A
C
A
A
B
B
C

2
Exercice n° 1 ( 7 pts ) :
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 ;EA et ;EB
créés respectivement par B1 et B2 au point M.
c-Exprimer la valeur de ;EA et de ;EB en fonction de K, q, a et h. Montrer que |; |;EA|; | =|; |;EB|; |.
K=9.109 u.s.i
2- On notera ;EM le champ électrique créé par les deux boules (B1) et (B2) au point M.
a- Déterminer les coordonnées EMx et EMy du vecteur ;EM dans le repère orthonormé (M,;i
,;j) en fonction de K, q, a et h.
b- Montrer que ;EM = - Error!.Error!, avec cos =Error!.
c- Déduire la valeur de ;EM au point O. On donne a=10 cm, h=17,33 cm et q=0,3 µC.
3- On veut déterminer les caractéristiques de ;EM par construction géométrique, pour cela on
donne l’échelle suivante : 2.104 N.C-1 Error! 1 cm.
a- Représenter, à l’échelle, ;EA et ;EB au point M puis construire ;EM.
b- Déduire à partir de la construction géométrique les caractéristiques de ;EM.
Exercice n° 1 ( 6 pts ) :
Une aiguille
aimantée mobile autour d’un axe vertical,
est placée au centre O d’un solénoïde de
longueur L=40 cm, comportant N=200
spires et d’axe horizontal X’X. Lorsqu’
aucun courant ne traverse le solénoïde
l’axe X’X est orthogonal au méridien
magnétique passant par O.
1- Représenter la composante horizontale du champ magnétique terrestre ; BH
au point O.
2- Le solénoïde est traversé par un courant électrique d’intensité I=0,02 A (voir
figure2 ), l’aiguille aimantée dévie d’un angle .
a- Représenter les vecteurs champs magnétiques ; BH et ; BS (; BS vecteur
champ magnétique créé par le solénoïde au point O) ainsi que la nouvelle
position de l’aiguille.
b- Calculer . On donne IIBHII =2.10-5 T
3- L’axe du solénoïde est maintenant confondu avec le méridien magnétique
(figure 3), déterminer le sens et la valeur de l’intensité du courant électrique
qui traverse le solénoïde pour que l’aiguille aimantée prenne une position
B
C
0.5
1
1
1.5
1
0.5
0.75
0.75
1.5
1.5
1.5
1.5
A
A
B
B
C
B
B
C
A
B
B
C
S.M
N.M
O
O
S.M
N.M
1
I
Fig 2
A
B
-q
+q
O
h
a
Fig 1
M
;i
;j
Fig 3

3
d’équilibre quelconque.