Moteur
électrique.
On donne le schéma très simplifié d'un moteur électrique :
La pièce cylindrique est appelée : A-
Rotor. Vrai. B- Stator. Faux.
On peut affirmer que : C- un courant circule le log de AB orthogonalement
au champ magnétique créé par l'aimant. Vrai. Le champ magétique est
radial, dirigé vers le centre du rotor et AB est perpendiculaire au
plan du schéma.
A sera vu en avant de B. Pour que la pièce AB tourne dans le sens
anti-horaire, il faut que : D- un courant circule de long de AB, de A vers B.Vrai. E- un courant circule de long de AB, de B vers A.Faux.
Oscilloscope.
Entre deux plaques chargées, A(+) et B(-), distantes de d, la tension
électrique UAB génère un champ électrique de module E =UAB
/ d. De plus, une particule de charge q, plongée dans un champ
électrique , subit une force électrique de
Coulomb :. Voici le schéma d'une ébauche
d'oscilloscope :
A un instant t=0, un électtron, de masse m, est émis depuis la plaque
B, avec une vitesse négligeable. On néglige le poids de l'électron
devant la valeur de la force électrique qu'il subit.
Entre les deux plaques, on peut affirmer que l'accélération de
l'électron s'exprime par : A- ax
=-eE /m. Faux.B- ax =eUAB /(md). Vrai. C- ax = -eUAB /(md). Faux. D. ax =-eE /(md). Faux.E. ax=eE /m .Vrai.
Dans
l'exercice précédent, on peut déduire la durée du parcours de
l'électron entre les plaques A et B avec d =AB : A- t =
(2d/ax)½. Vrai; B- t = (2axd/E)½. Faux ; C- t = (½d/ax)½. Faux ; D- t = vA/ax
.Vrai ; E- t = (2UAB/(em))½. Mouvement uniformément
accéléré avec une vitesse initiale nulle en B. d = ½axt2
=eE(2m) t2 = eUAB(2md) t2 . vA
= axt.
On
utilise une lampe à incandescence dans un circuit potentiométrique afin
de faire varier l'intensité lumineuse. On règle le rhéostat pour
obtenir une lumière orangée. Les parties en noir représentent une
absence de couleur alors que celles en nuances de gris indiquent la
présence de radiations visibles. Après décomposition de cette lumière,
le spectre d'émission observé est : A- Vrai. B-
Faux. C-
Faux.
Le spectre d'émission d'une
lampe à incandescence est continu et se limite, dans ce cas, au jaune
orangé. Pour obtenir un spectre lumineux, on
utilise : D- un spectrophotomètre. Faux. E- un spectroscope. Vrai.
Solénoïde.
On réalise un circuit électrique alimentant un solénoïde de 2500
spires et de longueur L =40,0 cm. La bobine est parcourue par un
courant continu d'intensité I = 4,00 A.
L'intensité B du champ magnétique au centre du solénoïde est : A- 100 mT. Faux. B-100 T.
Faux. C- p/100 T. Vrai. B = 4p 10-7 NI/L =4p 10-7 *2500*4,00 /
0,40 =p/100 T.
Au voisinage du solénoïde, on peut faire apparaître des lignes de champ
magnétique grâce à : D-
des aiguilles en acier. Vrai.E-
des aiguilles en cuivre. Faux.
Bouilloire
électrique.
On rappelle que la quantité de chaleur Q échangée par un corps homogène
de masse m, qui ne change pas d'état physique, suit le modèle Q = mc ( Tf-Ti)
où Tf et Ti représentent les températures
respectivement finale et initiale du corps et c sa capacité thermique
massique.
Une bouilloire électrique à usage domestique, d'une capacité de 2,5 L,
est alimentée sous une tension de 220 V et parcourue par un courant
continu d'intensité 10 A. On la suppose adiabatique. Dans ces
conditions, et avec un remplissage maximum, l'eau s'échauffe de
52,8 K en 4,0 minutes ; ceau = 4,0 kJ K-1 kg-1.
On néglige la capacité thermique de la bouilloire et de ses accessoires.
Si la résistance électrique de la bouilloire est supposée indépendante
de la température, elle vaut environ : A- 137 mW. Faux.B- 2,0 W.Faux.C-22 W.Vrai. D-2,2 W.Faux. E- aucune de ces valeurs. Faux. R = U/I = 220 / 10 = 22
W.
Cuve à ondes.
Dans une cuve à ondes, en un point O, une pointe en vibration crée une
perturbation à la surface de l'eau. Cette perturbation se propage dans
toutes les directions avec une célérité de 2,4 km/h. On observe,
ci-après, l'onde générée dans un plan de coupe selon l'axe Ox.
Echelles : verticale : 0,40 cm / division ; horizontale : 20 cm /
division.
La période temporelle de vibration de la pointe est environ : A- 0,30 s.Faux. B- 0,72 s.Faux. C- 1,1 s. Vrai.
5 longueur d'onde = 18 divisions = 18*20 = 360 cm = 3,6 m ; l = 3,6 / 5 = 0,72 m.
T = l / v avec v = 2,4 / 3,6
= 2/3 m/s ; T = 0,72*3/2 ~1,1 s.
L'amplitude de l'onde
correspond à :
D- 8,0 mm.Vrai. E- 16 mm.Faux. Amplitude = 2 divisions = 2*4,0
= 8,0 mm.
Energie potentielle. On observe le mouvement des centres d'inertie Pi
de sphères métalliques de 50 g suspendues à des fils inextensibles. Les
longueurs OPi valent toutes 20 cm. On incline la première sphère d'un
angle h =30°.
Dans ce système de 5 sphères, on peut dire que l'énergie potentielle du centre d'inertie P0 de la sphère inclinée vaut : A- 50(2-3½) J. Faux. La masse doit être exprimée en kg. B- (2-3½) / 20 J.Vrai.
mgh = 0,050(2-3½)) joule C- 0,050 J. Faux. D- -0,050. Faux. E- aucunes des réponses précédentes. Faux.
Chute d'une bille.
Une bille de masse m = 25 g, supposée ponctuelle, est abandonnée sans
vitesse initiale dans l'air d'une hauteur H au dessus d'un niveau de
référence, à la date t=0 s. On se place dans l'hypothèse où le champ de
gravitation est constant. La bille subit une force de frottement fluide
proportionnelle à sa vitesse où h = 0,25 kg s-1. On négligera la poussée d'Archimède.
La valeur limite de la vitesse vaut :
A-1,0 km/h. Faux. le poids et la force de frottement sont opposées, elles ont même valeur.
mg = h vlim ; vlim = mg/ h = 0,025*10 / 0,25 = 1,0 m/s = 3,6 km/h. B- 6,0 km/h.Faux. C- 3,6 km/h. Vrai. D-0,10 m/s.Faux. E- 1,0 m/s.Vrai.
On reprend l'exercice précédent et on choisit un axe vertical orienté vers le bas. L'équation différentielle de la position de la bille selon cet axe est : A- z"-y'/m =0. Faux.
B- y"+y'/m=g.Faux. C- y"+y'/m = -gt.Faux. D- y"+hy'/m =g.Vrai. E-
y"-h/my' = -gt2.Faux. Rotation d'un anneau. Un
anneau de masse M est placé en rotation uniforme autour d'une sphère de
centre O et de rayon R. Dans un référentiel galiléen, l'anneau est en
mouvement de rotation de période T autour de l'axe Oy. Le rayon OX
forme un angle µ avec l'axe de rotation.
L'accélération du point X est : A- tangentielle et dirigée vers O.Faux. B- normale en X dirigée vers O.Faux. C- normale en X dirigée vers O'.Vrai. D-a pour norme a = 4 p2R2 sin µ / T2.Faux. E- pour norme a = 4 p2R tan µ / T2. Faux. a = R sin µ w2 avec w = 2 p /T ; a = R sin µ(2 p /T)2.
, subit une force électrique de
Coulomb :
. Voici le schéma d'une ébauche
d'oscilloscope :
où h = 0,25 kg s-1. On négligera la poussée d'Archimède.
