DIPLÔME NATIONAL du BREVET

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1 DIPLÔME NATIONAL du BREVET Session 2010 PHYSIQUE CHIMIE Série Collège DURÉE : 45 min - COEFFICIENT : 1 Ce sujet comporte 8 pages numérotées de 1/8 à 8/8. Le candidat s assurera en début d épreuve que le sujet est complet. Le candidat répond directement sur le sujet qui doit être remis en fin d épreuve, à l intérieur de la copie, sans le dégrafer. L usage de la calculatrice est autorisé. BARÈME : Première partie : CHIMIE 8 points Deuxième partie : ÉLECTRICITÉ 7 points Troisième partie : MÉCANIQUE 3 points Orthographe et présentation : 2 points Session 2010 EXAMEN : Diplôme National du Brevet SUJET Spécialité : Série Collège ÉPREUVE : Physique - Chimie Durée : 45 min Coefficient : 1 Code : 10DNBPHYME1 Page 1/8 10DNBPHYME1 Page 1/8

2 «La station de vélos des villes» Afin de diminuer la circulation automobile en centre-ville, de nombreuses villes proposent des stations de location de vélos. Partie Chimie : (8 points) 1. Le guidon du vélo est essentiellement constitué de métal aluminium L aluminium est conducteur du courant électrique. Justifier cette affirmation Comment peut-on interpréter la conduction du courant électrique dans l aluminium? 1.3. L atome d aluminium possède 13 électrons. Nommer l autre constituant d un atome. 10DNBPHYME1 Page 2/8

3 1.4. Relier les éléments des deux colonnes par des traits signifiant : «est électriquement» Un atome Un électron Un ion chargé neutre Une molécule 2. Le cadre du vélo est essentiellement constitué de fer Comment peut-on distinguer simplement le métal aluminium du métal fer? 2.2. Les gaz d échappement rejetés par les automobiles en ville se dissolvent dans l eau de pluie, ce qui donne des pluies acides Indiquer une méthode de mesure du ph Choisir parmi les propositions ci-dessous celle(s) qui peut (peuvent) correspondre à la valeur du ph de l eau des pluies acides. Justifier la réponse. 5,2 7,1 9, L action des pluies acides sur le cadre du vélo peut être reproduite au laboratoire par le protocole expérimental suivant : «Verser quelques millilitres d acide chlorhydrique dans un tube à essais contenant du fer en poudre. On observe un dégagement gazeux. Il se forme du dihydrogène et des ions fer (II).» 10DNBPHYME1 Page 3/8

4 Réaliser le schéma de cette expérience Donner la formule des ions fer (II) Donner les noms des réactifs de cette transformation chimique Donner les noms des produits de cette transformation chimique Pourquoi dit-on qu il s agit d une transformation chimique? 10DNBPHYME1 Page 4/8

5 3. Un compteur kilométrique fonctionnant à l aide d une pile est installé sur le vélo. Identifier la proposition correcte (en mettant une croix dans la case correspondante). La pile permet de faire fonctionner le compteur car elle : convertit l énergie électrique en énergie chimique ; convertit l énergie thermique en énergie chimique ; convertit l énergie chimique en énergie électrique. Partie Électricité : (7 points) 1. L éclairage du vélo fonctionne grâce à une génératrice de bicyclette. Elle est constituée d un aimant, d un galet et d une bobine À quelle condition, la génératrice produit-elle une tension électrique? 1.2. Donner le nom de la partie commune à toutes les centrales électriques Parmi les affirmations ci-dessous, choisir la proposition correcte (en mettant une croix dans la case correspondante). La génératrice de bicyclette utilise une source d énergie renouvelable car : on peut la transformer en énergie électrique. elle est produite par l homme. elle peut être considérée comme inépuisable à l échelle humaine. 10DNBPHYME1 Page 5/8

6 2. On obtient l oscillogramme ci-dessous en reliant la génératrice de bicyclette (en fonctionnement) à un oscilloscope. Réglages de l oscilloscope Sensibilité verticale Sensibilité horizontale 2.1. Parmi les termes ci-dessous, entourer celui (ou ceux) qui convient (conviennent) pour décrire la tension électrique observée aux bornes de la génératrice de bicyclette. variable / positive / négative / alternative / continue / périodique 2.2. Quelle est la sensibilité verticale? 2.3. Quelle est la sensibilité horizontale? 2.4. À l aide de l oscillogramme ci-dessus et des réglages de l oscilloscope, déterminer la valeur maximale U max de cette tension électrique Cette tension électrique a pour période T = 25 ms Indiquer la formule (avec les unités) qui permet de calculer la fréquence f en fonction de la période T. 10DNBPHYME1 Page 6/8

7 Calculer la fréquence de cette tension électrique. 3. Le culot d une lampe de phare avant de bicyclette porte les indications suivantes : 6 V 0,4 A 3.1. Indiquer la formule (avec les unités) qui permet de calculer dans le cas de la lampe, la puissance électrique P en fonction de la tension électrique U et de l intensité I du courant électrique. du vélo Calculer la puissance électrique consommée par la lampe du phare avant 3.3. Parmi les formules ci-dessous, entourer celle qui permet de calculer l énergie électrique E consommée par la lampe en fonction de sa puissance P et de la durée t de fonctionnement. E = P / t E = P t E = t / P 10DNBPHYME1 Page 7/8

8 Partie Mécanique : (3 points) 1. Un cycliste roule dans une rue. Il aperçoit un feu tricolore qui passe au rouge. La représentation graphique ci-dessous est celle des variations de la distance de freinage (D F ) en fonction de la vitesse (v) du cycliste Déterminer graphiquement la distance de freinage si le cycliste roule à la vitesse de 25 km/h Choisir ci-dessous la phrase correcte en mettant une croix dans la case correspondante : Si le cycliste double sa vitesse, sa distance de freinage sera : identique, deux fois plus grande, plus de deux fois plus grande. 2. Le vélo est dans une des stations de location. La Terre exerce sur ce vélo une action à distance attractive Donner le nom de l action exercée par la Terre sur le vélo Donner le nom de l unité de cette action Nommer l appareil permettant de mesurer cette action. 10DNBPHYME1 Page 8/8