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Cours à domicile 77 916 55 76
Lycée El Hadji Omar lamine Badji
Cellules de sciences physiques
Année scolaire 2013-2014
Classe : TS1
LOIDELAPLCE
EXERCICE1:
UnerouederayonRplongelégèrementparsapartieinférieuredansdumercure.Elleestplongéeentièrementdansun
po
in
t.c
om
champmagnétiqueuniformeBperpendiculaireàsonplan.
On«lance»danslaroue voirfigureci‐contre uncourantd’intensitéI.
Lecourantarriveparl’axeOetsortparlemercure:onconstatequelarouetourne.
1. Expliquer.Préciserlesensderotationsurunefiguretrèsclaire.
Laroueatteintauboutd’uncertaintempsunevitesseconstantede90tours/min.
2. Calculerlemomentducoupledûauxforcesrésistantes.
3. Calculerlapuissancedelaforceélectromagnétiquequis’exercesurlaroue.
4. Oncoupelecourant.Auboutdecombiendetempslaroue
s’immobilise‐t‐ellesilesforcesrésistantesdemeurentconstantes?
Ondonne:R 5cm;I 5A;B 0,02T;massedelarouem 20g
EXERCICE2:
UnconducteurrectiligneethomogèneOA,demassem 12getdelongueur
l OA 36cmestsuspenduparsonextrémitésupérieureOàunpointfixe.
LeconducteurpeuttournerlibrementautourdeO.
LesbornesCetDsontreliéesàungénérateurquimaintientdansleconducteur
uncourantd’intensitéI 7,5A.
Unchampmagnétiqueuniformeestcréécommel’indiquelafigure:
ht
tp
://
ph
ys
iq
ue
ch
im
ie
.s
ha
re
ladirectiondeBesthorizontaletlesensdel’arrièreversl’avant.
LeconducteurOAs’écartedesapositiond’équilibred’unangleα 5°.
OnsupposequeAestsituéauvoisinagedelasurfacedumercure.
1. DonnerlapolaritédesbornesCetD.
2. Calculerl’intensitéduchampmagnétiqueB.
Ondonne:d1 20cm;d2 25cm.
EXERCICE3:
Un conducteur OB de longueur L, de masse m, parcouru par un courant d’intensité I et
plongeantdansunchampmagnétiqueuniformeB delargeurd,estinclinéàl’équilibred’un
angleαsurlaverticaledupointdesuspensionO voirfigurea Exprimerlittéralement:
1.1. Lalongueurduconducteursituédanslechampmagnétique,enfonctiondedetα;
1.2. LaforcedeLaplace;
1.3. LadistanceOAenfonctiondeL’’etα.
1.4.Parapplicationduthéorèmedesmoments,montrerquel’équationd’équilibres’écrit:
sin3α–sinα k 0
1.5.Vérifierquelavaleurα 11,5°estsolutiondel’équationprécédente.Ondonne:L 1,0
m;m 8,0g;I 2,0A;L’’ 0,75m;d 5,0cm;B 0,10Tetg 9,8m.s‐2
1.6. Maintenant l’extrémité B du conducteur plonge dans un récipient contenant du
mercure;celui‐ciassurelecontactélectrique.Onnégligel’actiondecontactdumercure.
GrâceàunpetitressorthorizontalaccrochéenG,légèrementtenduàladistanceOG,on
maintientleconducteurvertical figureb .Lesensducourantrestanttoujourslemême,
déterminerl’allongementduressortdeconstantederaideurk 2N.m‐1
EXERCICE4:
DeuxrailsparallèlesADetA’D’,distantsde12cm,sontdisposésselondeslignesdeplusgrandepented’unplanfaisant
unangleα 8°avecleplanhorizontal.Lesdeuxrailssontreliésàungénérateurélectrique;etlecircuitestfermépar
unetigeTdemassem 32gquipeutglissersansfrottementenMetenNsurlesrailsenrestanthorizontale.Lecircuit
estalorsparcouruparuncourantd’intensitéI 2A indépendantdelapositiondelatige .
1. Unchampmagnétiqueuniformeetverticals’exercesurlatige
a Représenterlestroisforcesquis’exercentsurlabarreMN.
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b DéterminerlesensetlanormeduvecteurchampmagnétiqueBpourquelatigeresteimmobile
g 10m/s2 .
2. Onsupprimeinstantanémentlechampmagnétiqueàune
date t 0. Indiquer la nature du mouvement du centre
d’inertie G de la tige situé au milieu de MN . Préciser son
équation horaire jusqu’aux extrémités D et D’ des rails,
supposéssituéesdansunmêmeplanhorizontal.Calculersa
vitesseàcemomentsi,àl’instantinitial,elleoccupelaposition
CC’tellequeCD 15cm.
3. Enréalité,lavitessedeGest0,60m/s.Expliquerlesraisons
deladifférenceaveclavaleurcalculéeprécédemment.
ph
ys
iq
ue
ch
im
ie
.s
ha
re
po
in
t.c
om
EXERCICE5:
Onréaliseledispositifsuivant:
- OAestunetigedecuivredelongueurlmobileautourdeO
etplongeantenAdanslemercure;
- latigeestplacéedansunchampmagnétiqueuniforme
surlalongueurx
- festunfilinextensibledemassenégligeable;
- Pestunepouliedemassenégligeable;mestunemassemarquée.
Latigeestmaintenueinitialementverticale;
1. On«lance»uncourantd’intensitéIdanslatige:elledemeureen
équilibrevertical,leentreNetPétanthorizontal.Quelestlesensducourant?
1.1. Faitesl’inventairedesforcesquis’exercentsurlatigeetlamassem.
1.2. Ecrirelaconditiond’équilibredelatige.OnposeraOC aetON b
1.3. Calculerm.
2. Onbrûlelefilf,latigedéviedeαparrapportàlaverticale.
Calculerα onsupposeraquelalongueurdelatigeplacéedanslechamprestesensiblementégaleàx Données:I 10A;l 80cm;x 4cm;b 70cm;a 48cm;B 0,02T;lamassedelatigeestM 10g
EXERCICE6:Expérienced’Oersted‐ForcedeLaplacesuruncadreindéformable
Onconsidèreunfilconducteurhorizontal,rectiligne,infinimentlong
parcouruparuncourantcontinuI.
1. Sous ce fil est placé en G une aiguille aimantée, parallèle au fil en
l'absencedecourantetdistanteded OG 5,0cmdufil. Figure1 ht
tp
://
1.a.ReprésenteraupointGlechampmagnétiqueB crééàladistance
dparlefillorsdupassageducourant.
1.b. Donner l'expression du champ magnétique Bc.
1.c.L'aiguilletournealorsd'unangleα.Al'aided'un
Figure1
schémaclairdéterminerlarelationliantα,IetlacomposantehorizontaleBHduchampmagnétiqueterrestre.Afinde
déterminerBH,onfixel’intensitéducourantàlavaleurdeI 6,00A.Lamesuredeαdonneα 50,0°.CalculerBH.
2.Onremplacel'aiguilleaimantéeparuncadrecarréplacédansleplan
verticalcontenantlefil Figure2 .Lecadredecôtéa 1,0cm,decentre
situéenGestparcouruparuncourantd'intensitéI’ 5,0A.
Etablirl'expressiondelacomposanteverticaleFzdesforcesdeLaplace,
duesàl'actiondeBcetdeBHs'exerçantsurlecadreenfonctionde0,I,I’,
aetd.
Figure2
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