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Anne-Laure Laurin
il y a 8 ans
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1 Faculté des sciences Département de physique Plan d études Électricité et magnétisme CQP 202 Session d hiver 2013 Chargée de cours : Marie-Josée Fraser Marie-Josee.Fraser@USherbrooke.ca

2 Introduction Le cours Électricité et magnétisme constitue une base essentielle à la compréhension d un grand nombre de phénomènes naturels et de technologies nouvelles et anciennes. Les forces électromagnétiques interviennent dans toutes les formes de liaisons chimiques. L électricité est aussi utile dans la description de nombreux phénomènes biologiques, en particulier dans l étude du système nerveux. Enfin, une grande partie de la technologie moderne est fondée sur les principes de base qui seront abordés dans le cours d électricité et magnétisme. Le cours CQP 202 vise à familiariser l'étudiant(e) avec les notions de base associées aux phénomènes électromagnétiques. Ce cours fait appel aux notions de vecteurs et de calcul différentiel et intégral. Il fait aussi appel à des éléments de géométrie analytique, d algèbre et de trigonométrie. Tout étudiant inscrit à ce cours doit avoir préalablement réussi le cours Mécanique et ondes (CQP-204). Le cours Électricité et magnétisme est le deuxième et dernier cours de physique du certificat de qualification en technologies, sciences et santé. Sa réussite est nécessaire pour être admis à tout programme de baccalauréat en sciences ou en génie. Méthodes pédagogiques Une partie des périodes de cours sera consacrée à expliquer, à développer et à illustrer par des exercices appropriés les points plus importants de la matière. Une autre partie sera consacrée à l apprentissage par problèmes dans le cadre d ateliers. Vous en profiterez au maximum si vous vous impliquez de façon active et si vous vous préparez à l avance. Certaines questions et certains exercices seront sélectionnés pour leur pertinence et devraient vous permettre de tester rapidement la compréhension que vous avez de la matière. Nous vous conseillons d'adopter en tout temps une méthode qui consiste à exposer la démarche qui vous permet de trouver la solution à un problème. Cette méthode demande de justifier l'emploi des différentes relations en citant les lois physiques ou les définitions sur lesquelles leur application repose. Elle devrait vous aider à comprendre et à savoir ce que vous avez compris d'une situation. Lors des devoirs et des examens, cette méthode rend justice à ceux et celles qui ne trouvent pas la réponse bien que leur compréhension du problème soit partiellement bonne. Une suite de formules et des calculs numériques, même justes, constituent un brouillon personnel et non la solution complète qui est attendue. Un site Internet développé sur la plate-forme Moodle sera dédié au cours ( Toute la documentation relative au cours y sera disponible et téléchargeable en tout temps. Vous pourrez également poser des questions et échanger avec vos collègues par l intermédiaire de forums prévus à cette fin. 2

L électricité est aussi utile dans la description de nombreux phénomènes biologiques, en particulier dans l étude du système nerveux.

3 Plan d évaluation L examen de mi-session a une durée de 2 heures et couvre la matière indiquée au calendrier. Il pourra comporter des problèmes et des questions à court développement. Vous devrez y présenter chacune des étapes menant à la réponse finale, car seule une fraction des points est accordée pour la réponse. Les questions seront évaluées en considérant d abord la pertinence de la démarche (justifiée au niveau physique), la clarté de la solution présentée et son exactitude. L examen final aura une durée de 3 heures. Les évaluations sommatives se feront sur la base de quatre habiletés fondamentales que vous devrez développer dans le cours. Chaque activité d'évaluation impliquera l'évaluation d'une ou plusieurs des quatre habiletés selon une pondération propre à chacune d elles. Voici la liste des habiletés ainsi que mes attentes quant au niveau de maîtrise que vous devez développer. Le système de notation des habiletés est indiqué dans le second tableau. Habiletés Attentes 1. Reconnaître et adapter les concepts, lois et principes appropriés à la situation. 2. Modéliser et traiter, théoriquement ou expérimentalement, de façon adéquate, juste et rigoureuse. 3. Juger et critiquer les méthodes, la démarche et les conclusions et reconnaître leurs limites. 4. Communiquer de manière efficace, juste et appropriée. Vous reconnaissez un ensemble complet de concepts permettant de traiter la situation. Vous adaptez ces concepts à la situation de façon pertinente et cohérente. Vous faites référence de façon explicite aux concepts. Vous modélisez la situation de façon pertinente avec un degré suffisamment raffiné pour répondre aux besoins de la situation. Vous choisissez des méthodes et des outils pertinents pour traiter la situation et vous justifiez les choix effectués. Vous faites part de votre modélisation et de votre traitement dans une démarche explicite, rigoureuse, structurée et cohérente. La démarche que vous présentez est juste et exacte. Vous démontrez un bon niveau d appropriation de l ensemble de la démarche. Vous interprétez les résultats de manière adéquate et intègre. Vous êtes en mesure de faire une critique de la démarche et des résultats et montrez un certain niveau de conscience de l implication des limites ou des choix sur le dénouement. Vous avez recours de manière adéquate aux résultats et graphiques comme élément de preuve. Vous êtes en mesure d avoir une certaine prospective sur des éventualités futures concernant le problème. Vous faites preuve de concision, de clarté et de fluidité. Vous employez une terminologie appropriée. Vous avez recours à une langue écrite ou parlée de bonne qualité. Vous êtes en mesure de communiquer un travail à l aide d une présentation de qualité qui respecte les normes établies. Niveau Description Note Optimal Ne nécessite pratiquement aucune amélioration 5 Opérationnel Nécessite une légère amélioration 4 Suffisant Nécessite une grande amélioration 3 Insuffisant Nécessite une trop grande amélioration pour être suffisant 0-2 3

Les questions seront évaluées en considérant d abord la pertinence de la démarche (justifiée au niveau physique), la clarté de la solution présentée et son exactitude.

4 Répartition des points Examen de mi-session % Devoirs (4 5%) % Examen final % En cas de circonstances extraordinaires au-delà du contrôle de l Université et sur décision de celle-ci, l évaluation des apprentissages dans ce cours est sujette à changement. Médiagraphie Le volume de référence est BENSON, H., Physique 2, Électricité et magnétisme, ERPI, 4 e édition, Voici une liste d autres volumes qui pourront vous servir de référence. Tous sont disponibles à la bibliothèque des sciences. 1. HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J, Physique 2, Électricité et magnétisme, Chenelière/McGraw-Hill, GIANCOLI, D., Physique II, Électricité et magnétisme, CEC, SERWAY, R.A., Physique II, Électricité et magnétisme, Éditions Études Vivantes, 4 e édition,

Médiagraphie Le volume de référence est BENSON, H., Physique 2, Électricité et magnétisme, ERPI, 4 e édition, 2009. Voici une liste d autres volumes qui pourront vous servir de référence.

5 Calendrier du cours et contenu Semaine du 14 janvier Introduction - Le champ électrostatique 21 janvier Le champ électrostatique de charges ponctuelles 28 janvier Le théorème de Gauss (congé le 30 janvier) 4 février Le théorème de Gauss (suite) - Le potentiel électrique 11 février Le potentiel électrique L énergie potentielle 18 février Examen intra (date exacte déterminée par la Faculté) 25 février Relations champ vs potentiel La capacité 4 mars * * * * S e m a i n e de r e l â c h e * * * * 11 mars Champs et forces magnétiques 18 mars Les sources de champs magnétiques Le théorème d Ampère 25 mars L induction électromagnétique 1 er avril L inductance (congé le 1 er avril) 8 avril Les courants alternatifs 15 avril Synthèse du cours les ondes électromagnétiques Examen final Entre le 16 et le 26 avril (date déterminée par la Faculté) Du 14 janvier au 11 mars, les notions reliées au courant, à la résistance et aux circuits simples devront être étudiées (ou révisées) de façon autonome. Trois séances de tutorat de 2 heures chacune seront proposées (dont l une lors de la semaine de l examen) pour répondre aux questions des étudiants. Ces notions seront évaluées lors de l examen final. Mercredi 30 janvier : suspension de cours 16 au 23 février : examens périodiques Vendredi 29 mars et lundi 1 er avril : congés de Pâques Lundi 15 avril : dernier jour de cours 5

février Relations champ vs potentiel La capacité 4 mars * * * * S e m a i n e de r e l â c h e * * * * 11 mars Champs et forces magnétiques 18 mars Les sources de champs magnétiques Le théorème d

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