Physique · Collège Saint · Joseph de Bandjoun · Probatoire Blanc Série C · M.FOTCHOU (Pleg · Physique) : 2020
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Exercices, méthodes & corrigés (8)
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Méthodes et corrigés
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Exercice 1
Électromagnétisme
1. Définir : Induction électromagnétique, erreur de mesure. 2. Quels sont les domaines spectraux de la lumière en fonction de la fréquence. C= 3.10 m/s 3. Enoncer la loi de Lenz. 4. Faire le schéma annoté de l'œil réduit. 5. Donner le principe de fonctionnement d'un alternateur et citer ses deux éléments principaux. 6. Choisir la bonne réponse : dans un générateur constitué de 10 piles identiques (E0=1,5V ; ro=0,5 Ohm) ayant pour caractéristiques E=3V ; r=0,2 Ohm, les piles sont montées : a) En série ; b) en parallèle ; c) en mixte : deux branches de cinq piles ; d) en mixte : cinq branches de deux piles
3.5 ptsExercice 2.1
Optique
Une lentille biconcave L₁ taillée dans un verre d'indice n=1,5 est constituée de deux faces de même rayon de courbure 20cm. 1.1. Faire le schéma de la lentille L₁ et calculer sa vergence C1. 1.2. Cette lentille est accolée à une autre L2 de distance focale f2 = -20cm. Déterminer la distance focale f de la lentille équivalente L obtenue. 1.3. La lentille L obtenue ci-dessus donne d'un objet virtuelle AB, une image réelle A'B' quatre fois plus grande. a) Déterminer les positions de l'objet et de l'image donnée par cette lentille. b) Construire l'image A'B' de l'objet AB. AB=-0,5cm, Echelle : horizontal 1cm pour 5cm et vertical 1cm pour 1cm.
2.5 ptsExercice 2.2
Optique
Pour un œil, la vision de loin est restée bonne mais la vision de près est devenue presque impossible sans lunettes. Les objets placés à moins de 50cm de cet œil sont vus flous. 2.1. Comment appelle-t-on cette anomalie ? 2.2. L'anomalie étant corrigée, pour un objet AB placé à 25cm de l'œil, préciser où se trouve l'image A'B' donné par la lentille correctrice de contact. 2.3. En déduire la vergence de ce verre correcteur.
1 ptsExercice 2.3
Optique
3.1. Lunette astronomique/2points Une lunette afocale est constituée de deux lentilles convergentes de vergences 50 et 0,67 dioptries. a) Identifier en justifiant, l'objectif et l'oculaire de cette lunette. b) Calculer sa longueur et son grossissemet. c) Sous quel angle un observateur verra-t-il avec cette lunette deux étoiles séparés d'une distance angulaire de 8,7.10^-4 rad? 3.2. Télescope/1points Faire le schéma de principe du télescope de Newton et tracer la marche d'un rayon lumineux venant de l'infini à travers le télescope.
3 ptsExercice 2.4
Circuits électriques
On associe en série un générateur (E=25V ; r=4,2 Ohm), un électrolyseur (E', r') de masse 5kg et capacité thermique massique c=80 J.C^-1, un résistor de résistance R=4,8 Ohm, un moteur (E”, r') et un ampèremètre. Lorsque le moteur est bloqué pendant 5min, l'ampèremètre indique I₁=2A et l'électrolyseur subit une élévation de température de 9°C, son rendement est alors de 62,5%. Lorsque le moteur tourne, l'ampèremètre indique I2=0,8A. 4.1. Déterminer lorsque le moteur est bloqué, la puissance dissipée par effet joule dans l'électrolyseur. 4.2. En déduire la résistance interne r' et la fécm E' de l'électrolyseur. 4.3. En utilisant la loi de Pouillet, déterminer les caractéristiques du moteur r” et E”. 4.4. Déterminer le rendement du circuit dans le cas où le moteur tourne.
2.5 ptsExercice 2.5
Électromagnétisme
Un solénoïde de longueur l = 50cm, comportant N = 500 spires de surface S= 12 cm² est parcouru par un courant I. 5.1. Représenter, le champ magnétique B créé au centre du solénoïde puis nommer les faces A et B. 5.2. On fait varier le courant I tel que i= 10 - 0,5t ; i en Ampères. a) Représenter sur le schéma ci-dessus le courant induit. b) Calculer l'inductance propre du solénoïde. c) Calculer la force électromotrice d'auto-induction.
2 ptsExercice 2.6
Énergie mécanique
Dans tout l'exercice, on supposera toutes les forces de frottement négligeables et on prendra g=10 N/kg. Un solide S₁ de masse m₁=50g, est lâché sans vitesse initiale d'un point A et glisse sur un plan incliné d'un angle β=30°sur l'horizontale. Après un parcours AB=1m, il aborde un plan horizontal sur lequel il continue à glisser avant de heurter un solide S2 de masse m2=200g au point C, immobile avant le choc. Le niveau de référence des énergies potentielles de pesanteur est le plan horizontale passant par le point B. 6.1. Calculer la vitesse V₁ de S₁ juste avant le choc avec S2 au point C. 6.2. Au moment du choc, il y a accrochage des deux solides qui forment alors un ensemble solidaire S= (S1 ;S2), calculer la vitesse de S juste après le choc. 6.3. S2 est relié à un ressort de masse négligeable, de constante de raideur k=50 N/m. Juste avant le choc, ce ressort est au repos. Après le choc, l'ensemble S reste lié au ressort et continue son mouvement. Calculer la variation de longueur Xm, subit par le ressort lorsque la vitesse de S s'annule pour la première fois.
1.5 ptsProblème
Circuits électriques
Afin d'identifier deux dipôles D₁ et D2, un groupe d'élève de la classe de première C réalise un montage constitué des dipôles D₁ et D2, d'un rhéostat, des voltmètres, d'un ampèremètre et d'un interrupteur. Les mesures effectuées sur les dipôles donnent les résultats suivants : I(A) 0 1 2 3 4 5 U1 (V) 3 7 11 15 19 23 U2 (V) 12 10 8 6 4 2 1. Faire le schéma du montage qui a permis d'obtenir les résultats du tableau ci-dessus. 2. Tracer sur le même système d'axe les caractéristiques intensités-tensions U₁=f(I) et U2=f(I) des dipôles D₁ et D2 sur le document en annexe à remettre avec la copie. Prendre 1cm pour 0,5A et 1cm pour 2V. 3. Identifier les dipôles D₁ et D2. 4. Déterminer les caractéristiques de chacun des dipôles D₁ et D2. 5. Déterminer graphiquement les coordonnées (I, U) du point de fonctionnement F de ce montage. Consigne : les résultats seront donnés avec trois chiffres significatifs.
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