Particule chargée dans un champ électrique QCM d'après IMRT

Données : masse d'un proton mP= 1,007 276 u ; masse d'un neutron mN= 1,008 665 u ; masse d'un électron me= 0,000 548 u ; 1 u = 1,66054 10-27 kg = 931,5 MeV c2. e = 1,602 10-19 C c = 3,00 108 m/s ; constante de Plank h= 6,626 10-34 J s. Répondre par vrai ou faux. Le champ électrique crée par une particule chargée : A- est uniforme. Faux. B- augmente avec la distance à la particule. Faux. C- est radial. Vrai. D- est proportionnel à l'inverse du carré de la distance à la particule. Vrai. Un champ électrique est crée entre deux plaques métalliques parallèles reliées à un générateur. A- le champ électrique entre les plaques est indépendant de la tension délivrée par le générateur. Faux. Le champ électrique est proportionnel à la tension appliquées aux plaques. B- la direction du champ électrique est parallèle aux plaques. Faux. La direction du champ électrique est perpendiculaire aux plaques. C-Le champ électrique augmente si la distance entre les plaques diminue. Vrai. E = tension / distance des plaques. D- le champ électrique est uniforme. Vrai. Dans un champ électrique uniforme, la trajectoire d'une particule chargée peut être : A- sinusoïdale. Faux. B- circulaire. Faux. C- rectiligne V. Vrai. La vitesse initiale et la force sont colinéaires. D- parabolique. Vrai. La vitesse initiale et la force ne sont pas colinéaires. Dans un champ électrique uniforme la vitesse d'une particule chargée : A- reste constante en valeur. Faux. bien souvent un champ électrique est utilisé pour accélérer une particule chargée. B- ne peut pas diminuer. Faux. Si la vitesse initiale et la force sont colinéaires et de sens contraire, il y a freinage de la particule chargée. C-peut changer de direction. Vrai. le vecteur vitesse est porté par la tangente à la parabole au point considéré. D-Ne peut pas rester constante. Vrai. Une particule chargée se déplace dans un champ électrique uniforme. A- L'énergie cinétique de la particule reste constante. Faux. La vitesse change, l'énergie cinétique va donc changer. B- l'énergie cinétique de la particule ne peut pas diminuer. Faux. La particule peut être freinée si le travail de la force électrique est résistant. C- l'énergie cinétique de la particule ne peut pas rester constante. Vrai. D- l'énergie cinétique de la particule peut augmenter. Vrai. Un faisceau de protons ( de vitesse initiale négligeable) est accéléré par une différence de potentiel U= 500 kV. A- l'énergie cinétique finale vaut E = 4 10-19 J. Faux L'énergie cinétique augmente du travail moteur de la force électrique : eU = 500 keV ou 1,6 10-19 * 500 103 = 8,0 10-14 J. B- La vitesse des protons vaut environ 9800 km/s. Vrai ½mv2 = 8,0 10-14 J avec m = 1,67 10-27 kg. v2 =16 10-14 / 1,67 10-27 =9,58 1013 ; v = 9,8 106 m/s C- La vitesse des protons est égale à celle de la lumière. Faux D- Les protons sont relativistes. Faux. Une particule de charge négative pénètre en E dans un champ électrique uniforme crée par deux plaques parallèles dont les bornes sont reliées à celles d'un générateur. La trajectoire est représentée ci-dessous : A- La plaque A est reliée à la borne négative du générateur. Vrai La particule négative s'approche de A ( sa vitesse diminue) puis elle est repoussée par la plaque A. Si la plaque A était positive, la particule négative viendrait frapper A. B- Le champ électrique en T est parallèle à la direction des plaques. Faux Le champ électrique est perpendiculaire aux plaques. C- La vitesse de la particule en T est minimale. Vrai D- la vitesse de la particule en E est égale à la vitesse de la particule en S. Vrai.   E et S sont à égale distance de B : la force électrique F= qE ne travaille pas sur le parcours ETS. En conséquence l'énergie cinétique est la même en E et S : la vitesse en E a même valeur que la vitesse en S.

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