PHYSIQUE+CORRIGE) · Probatoire C,E · Session 2023
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Exercices, méthodes & corrigés (4)
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Méthodes et corrigés
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Exercice 1
Électromagnétisme
Exercice 1 : Vérification des savoirs / 8 points 1. Définir: énergie potentielle, générateur électrique. (2pt) 2. Enoncer la loi de Lenz. (2pt) 3. Donner la condition d'absorption d'un photon par un atome. (2pt) 4. Donner la formule traduisant la loi de Wien et expliciter ses termes. (2pt)
8 ptsExercice 2
Circuits électriques
Exercice 2: Application des savoirs / 8 points 1. Circuit électrique / 3 points Un circuit électrique est constitué d'un générateur (E = 15 V), d'un moteur (E', r') et d'un résistor de résistance R = 18,2 Ω tous montés en série. Un voltmètre placé aux bornes du résistor indique 4,55 V. 1.1. Déterminer l'intensité du courant dans la circuit. (1pt) 1.2. Déterminer la puissance engendrée par le générateur lorsque l'intensité du courant est I = 0,25 A. (2pt) 2. Effet Joule / 2 points On considère un conducteur ohmique de resistance 12 Ω parcouru par un coutant d'intensité 2 A pendant 40 secondes. Déterminer l'énergie dégagée par effet Joule par ce conducteur. (2pt) 3. Le photon / 3 points On considère un photon de fréquence N = 2,465. 1015 Hz. 3.1. Déterminer sa longueur d'onde. (1,5pt) 3.2. Déterminer l'énergie de ce photon. (1,5pt) Constante de Planck : h = 6,62.1034 J.s; célérité de la lumière dans le vide: c = 3.108 m/s.
8 ptsExercice 3
Mécanique
Exercice 3: Utilisation des savoirs / 8 points Partie 1: Travail et puissance d'une force /5 points Sous l'action d'une force motrice constante F, un mobile (S) se déplace à vitesse constante V = 120 km/h sur un trajet rectiligne [AB] de longueur L = 320 m. La puissance développée par le moteur est P = 30 kW. La force F est parallèle au trajet [AB]. 1.1. Déterminer l'intensité F de la force. (2pt) 1.2. Déterminer le travail effectué par cette force. (3pt) Partie 2 : Calorimétrie / 3 points Un calorimètre de capacité thermique k contient une masse m1 = 250 g d'eau à la température θ1 = 18° C. On ajoute une masse m2 = 300 g d'eau à la température θ2 = 80° C. La température d'équilibre est θe = 50°C. 2.1. Déterminer la quantité de chaleur perdue par la masse m2. (1pt) 2.2. Déterminer la capacité thermique k du calorimètre. (2pt) Chaleur massique de l'eau : Ce = 4190 J.kg-1.K-1.
8 ptsSituation-Problème
Optique
PARTIE B : EVALUATION DES COMPETENCES / 16 points Situation-Problème : / 16 points MOUTAMAL, le responsable d'un laboratoire de physique a retrouvé trois lentilles dans un carton abandonné. Sur le bordereau accompagnant ces lentilles, on peut lire : -25 δ, 25 δ, 40 δ. Pour identifier expérimentalement ces lentilles, MOUTAMAL a collé sur celles-ci les index respectifs suivants : L1, L2 et L3. Il a ensuite réparti ses élèves en deux groupes. Le groupe 1 dispose de la lentille L1 et d'un banc d'optique. Expérience réalisée. Un objet lumineux AB est placé à 6 cm devant la lentille L1, une image nette A'B' est obtenue sur l'écran situé à 18 cm de l'objet A. Le groupe 2 dispose de la lentille L3. Expérience réalisée. La lentille L3 est utilisée comme loupe. Un élève dont l'œil est placé au foyer image de cette lentille observe l'image A'B' d'un objet AB situé à 3 cm du centre optique de la loupe. La mesure de l'angle α' sous lequel A'B' est vu donne α' = 0,04 rad. Après ces trois expériences, les élèves n'arrivent pas étiqueter ces lentilles. Donnée: AB = 1 mm. 1. En exploitant les résultats obtenus par les élèves du premier groupe et à l'aide d'une démarche scientifique identifie la lentille (L1). (8pt) 2. En exploitant les résultats obtenus par les élèves du deuxième groupe et à l'aide d'une démarche scientifique, étiquète les trois lentilles. (8pt)
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