IPEIS :
1
Examen de révision
AU : 2015/2016
Mp1
A/ On considère une demi sphère de centre O, de rayon R, chargée uniformément en surface avec la
densité surfacique σ
1. Déterminer le champ électrostatique au point O. (5 pt)
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B/ On considère deux cylindres coaxiaux de longueur infinie et de rayons R
1
et R
2
. Ces deux cylindres
portent des distributions surfaciques de charges de densités respectives σ
1
et σ
2
constantes.
On donne : R
1
=10cm, R
2
=30cm, σ
1
=6C/m
2
et σ
2
=-3C/m
2
.
Déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrostatique en tout point M de l’espace. On
distinguera les différents cas possibles. Exprimer le module du champ électrostatique en fonction de r.
z
R
2
R
1
IPEIS :
2
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C/ On considère une sphère de centre O et de rayon R portant une charge électrique uniformément
répartie en surface de densité superficielle σ supposée positive.
1/ En appliquant le théorème de Gauss, déterminer l’expression du vecteur champ électrostatique
E
en tout point M de l’espace repéré par sa distance r au point O. On distinguera les deux cas r<R et r>R.
2/ En appliquant la relation gradVE = , déterminer à partir de l’expression du vecteur champ
électrostatique
E
celle du potentiel V au point M de l’espace. On distinguera les deux cas r<R et r>R
et on prendra le potentiel nul à l’infini.
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3
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D) Un câble coaxial creux de longueur supposée infinie est formé de deux conducteurs cylindriques
de sections circulaires et de même axe (z’z). Le cylindre intérieur a pour rayon a. Les rayons du
cylindre extérieur sont b et c. Les deux cylindres sont parcours suivant leurs sections par des courants
stationnaires égaux et opposés de même intensité I (les vecteurs densité de courant
1
j
uur
et
2
uur
sont
uniformes) (figure 1).
IPEIS :
4
2
j
1
j
1- Déterminer la direction du champ magnétique
)(MB
, ainsi que les variables dont il dépend,
en tout point M de l’espace.
2- En utilisant le théorème d’Ampère,
déterminer
)(MB
à la distance r de l’axe du
conducteur dans les régions de l’espace
suivantes :
a- r
a
b- a
r
b
c- b
r
c
d- r
c
3- Tracer la courbe B(r) en fonction de r
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a
b
c
I
I
z
figure 1
M
r
u
k
θ
u
r
O
z
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