QCM N° 12

Champs et Forces

 

   

 

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QCM N° 12 Champs et Forces.

Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).
 

 

Énoncé

A

B

C

Réponse

1

Dans un lac, on mesure la pression de l’eau en fonction de la profondeur.

On cartographie un champ vectoriel

On cartographie un champ scalaire

On cartographie un champ uniforme

B

2

Une grandeur vectorielle est caractérisée par :

Une direction et une valeur

Une valeur et un sens

Une direction, un sens, une valeur

C

3

Un champ vectoriel uniforme est caractérisé par :

Une direction constante

Une direction et un sens constants

Une direction et un sens et une valeur constants

C

 

La figure 1 représente des lignes de champ électrostatique créé par 3 charges. Le signe de la charge représentée en rouge est opposé à celui des 2 charges représentées en vert.

La figure 2 représente les lignes de champ créé par un aimant droit.

 

 

4

Les lignes de champ électrostatique : 

Sont toujours orientées de la charge positive vers la charge négative

Sont toujours orientées de la charge négative vers la charge positive

Ne sont pas orientées

A

5

La charge rouge de la figure 1 est :

Positive

Négative

Positive ou négative, on ne peut pas savoir

B

6

Sur la figure 2, le côté de l’aimant repéré par la lettre A correspond au pôle :

Nord

Sud

Nord ou sud, on ne peut pas savoir

B

7

Le champ créé par un condensateur plan :

Est uniforme entre les armatures

A des lignes de champ orientées de l’armature positive vers l’armature négative

A des lignes de champ orientées de l’armature négative vers l’armature positive

AB

8

 

Cet accident est dû :

À la gravitation terrestre

À la pesanteur

Au magnétisme terrestre

AB

9

Le champ magnétique terrestre :

Ressemble à celui créé par un aimant droit

Permet de s’orienter avec une boussole

Est dû à la masse de la Terre

AB

10

Le champ magnétique est un champ :

Scalaire

Vectoriel

Quelconque

B

11

Dans l’entrefer d’un aimant en U, le champ magnétique est uniforme :

La valeur du champ magnétique  dépend du point

Le champ magnétique  est perpendiculaire aux lignes de champ

Le champ magnétique  est identique dans tout l’espace de l’entrefer

C

12

Le champ magnétique terrestre en France est :

Vertical

Horizontal

Incliné vers la Terre

C

13

La force  qui s’exerce sur une particule portant la charge q, placée en un point A d’un champ électrostatique :

Est liée au champ  par la relation

N’a pas le même sens lorsque la charge q change de signe

Ne dépend pas de la charge q

B

14

Le champ électrostatique dans un condensateur plan :

Est orienté de la plaque – vers la plaque +

A une valeur indépendante de la tension entre ses plaques

A une valeur donnée par , d étant la distance entre les planques

C

15

Le champ de gravitation d’une planète en un point A :

Ne dépend pas de la masse de la planète

Est toujours dirigée vers la planète

A une valeur indépendante de la position du point A

B

 

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

 

 Essentiel

    Grandeur scalaire :

-    Une grandeur scalaire (en physique) est caractérisée par un nombre suivie d’une unité.
-    La connaissance du nombre et de l’unité qui lui est associée est suffisante pour connaître la grandeur scalaire.
-    Exemple la température à Marseille est θ = 18 ° C et la pression p = 1016 hPa.
-    La pression de l’eau est une grandeur scalaire.

    Grandeur vectorielle :

-    Une grandeur vectorielle (en physique) est caractérisée par :
-    Son origine
-    Sa direction et son sens,
-    Sa valeur associée à une unité
-    En physique, en représente une grandeur vectorielle par un segment fléché :
-    Origine : position considéré, point d’application, …
-    Direction et sens
-    Valeur associée à une unité
-    Une échelle pour affecter une longueur au vecteur.
-    La longueur du représentant est proportionnelle à la valeur.
-    Exemple : le vecteur force , le vecteur vitesse , …

    Champ uniforme.

-    Un champ uniforme est un champ dont les caractéristiques ne dépendent pas du point de l’espace considéré.
-    Cas d’un champ vectoriel :
-    On peut représenter ce champ par un vecteur qui indique, la direction, le sens et la valeur du champ dans tout l’espace considéré.
-    Champ de pesanteur uniforme :

 

    Champ électrique et lignes de champ.

-    On appelle ligne de champ, une courbe de l’espace à laquelle le vecteur champ électrique est tangent en tout point.
-    La ligne de champ est orientée dans le sens du champ.
-    Un ensemble de lignes de champ constitue un spectre.
-    Une charge ponctuelle positive placée au point O de l’espace crée un champ radial et centrifuge dans tout l’espace environnant.
-    Une charge ponctuelle négative placée au point O de l’espace crée un champ radial et centripète dans tout l’espace environnant.
-    Champ créé par deux charges ponctuelles.
-    Les lignes de champ électrostatique sont toujours orientées de la charge positive vers la charge négative.
-    Champ électrique créé par une charge électrique positive et une charge électrique négative.

 

    Champ électrostatique uniforme :

-    Un champ électrique est dit uniforme dans une région de l’espace si le vecteur champ  conserve en tout point de cette région, la même direction, le même sens et la même valeur.
-    Schéma :

 

-    Les lignes de champ sont des droites parallèles entre elles.

    Champ Magnétique et lignes de champ.

-    L’orientation prise par l’aiguille aimantée dépend du point P de l’espace où elle est placée.
-    Si on déplace l’aiguille dans la région de l’espace proche de l’aimant, elle change d’orientation.
-    Le champ magnétique que détecte l’aiguille aimantée a les propriétés d’un vecteur.
-    Le champ magnétique est un champ vectoriel.
-    En un point P de l’espace, le champ magnétique est représenté par un vecteur :

 

-    Pour visualiser le spectre magnétique d’un aimant, on utilise de la limaille de fer.
-    En présence de l’aimant, les grains de limaille de fer se comportent comme autant d’aiguilles aimantées qui s’orientent sous l’action du champ magnétique.
-    Elles s’orientent et dessinent des lignes, appelées lignes de champ.
-    L’ensemble des lignes de champ donne le spectre magnétique.
-    Le vecteur champ magnétique   est tangent à la ligne de champ qui passe par le point P considéré.
-    La ligne de champ est orientée dans le sens du champ magnétique du pôle Nord vers le pôle Sud N → S de la source de champ.

 

    Champ magnétique uniforme :

-    Spectre magnétique de l’aimant en U.

 

-    On remarque qu’à l’intérieur de l’aimant en U, les lignes de champ sont parallèles. Ceci est caractéristique d’un champ uniforme.
-    Le champ magnétique est uniforme dans l’entrefer d’un aimant en U.
-    Le champ magnétique à l’intérieur d’un solénoïde est pratiquement uniforme.
-    Bobine de Helmholtz :
-    Le champ magnétique est pratiquement uniforme entre les deux bobines.

 

    Champ magnétique terrestre :

-    Le champ magnétique terrestre peut être modélisé par le champ créé par un aimant droit placé à l’intérieur du globe terrestre.

 

-    Les boussoles s’orientent le long des lignes de champ magnétique terrestre.
-    Le pôle Nord de l’aiguille aimantée de la boussole est attiré par le pôle terrestre magnétique Sud.
-    Le pôle de la Terre appelé Nord magnétique est distant d’environ 1000 km du Nord géographique. Il est situé près du pôle Sud du modèle de l’aimant droit. Ce pôle doit son nom à sa proximité avec le pôle Nord géographique.

 

-    Son pôle Nord s’incline vers le sol.
-    Sa direction fait avec l’horizontale un angle i appelé inclinaison (en France, i ≈ 60 °)
-    Ce champ peut être décomposé en :

-    Remarque : l’aiguille aimantée d’une boussole disposée horizontalement n’est sensible qu’à la composante horizontale  du champ magnétique .
-    Le champ magnétique terrestre en France est incliné vers la Terre.

    Champ électrique créé par un condensateur plan :

    Description.

-    Un condensateur plan est formé par deux plateaux conducteurs parallèles A et B appelés armatures, séparés par un isolant de faible épaisseur d.
-    Schéma :

 

-    Dans l’espace situé entre les armatures, le champ électrique  :
-    Est considéré comme uniforme,
-    Sa direction est perpendiculaire aux armatures,
-    Son sens est dirigé de l’armature positive à l’armature négative (sens des potentiels décroissants),
-    Son intensité (sa valeur) :

 

-    Le champ électrique créé par un condensateur plan est uniforme entre les armatures.
-    Les lignes de champ ont une direction  perpendiculaire aux armatures,
-    Les lignes de champ sont orientées de l’armature positive vers l’armature négative (sens des potentiels décroissants),

    Force électrique :

-    Toute charge électrique ponctuelle q placée en un point P où règne le champ électrique  est soumise à une force :
-     
-    Influence du signe de la charge q : 
-    La charge q a une influence sur le sens de la force électrique qu’elle subit mais n'a pas influence sur celui du champ électrique qu’elle subit.

 

-    Le sens de la force électrique dépend du signe de la charge q.

    Champ de gravitation et de pesanteur.

-    Champ de gravitation :
-    Une masse M crée un champ de gravitation   dans tout l’espace environnant.
-    Ce champ est mis en évidence grâce à l’interaction gravitationnelle qui existe entre la masse M, placée au point O de l’espace et la masse m, placée au point P de l’espace (Mesure de G par Cavendish : expérience de Cavendish)).
-    La masse m, située au point P de l’espace, subit une force .

 

 

-    Au voisinage de la Terre, le champ de pesanteur s’identifie au champ de gravitation si on néglige l’effet de la rotation de la Terre autour de l’axe des pôles.
-    On toute rigueur, en un même point P de l’espace :
-    Mais la différence entre et est faible.
-    Lorsque la précision le permet, on identifie localement le champ de pesanteur  au champ de gravitation de la Terre .
-    Au voisinage de la Terre :

    Champ de gravitation d’une planète :

-    Le champ de gravitation d’une planète en un point A est toujours dirigée vers la planète.
-    Caractéristique de  :

  

 

 

Le champ magnétique terrestre est représenté par un vecteur :

-    Incliné dans le plan méridien d’un angle I (angle d’inclinaison) ;
-    Orienté vers la Terre dans l’hémisphère Nord ;
-    Sa valeur dépend du lieu.

    

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer