Département de physique. Programme: Sciences, Lettres et Arts

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1 Département de physique Programme: Sciences, Lettres et Arts DEVIS DU COURS PHYSIQUE : ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME SF ÉNONCÉ DE LA COMPÉTENCE 01YF : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l électricité et du magnétisme. pédagogique et institutionnel 1 14 novembre 2002

2 NOM DU PROGRAMME Devis de cours Sciences, Lettres et Arts Nº du cours Titre du cours SF Physique : Électricité et magnétisme Pondération Nombre d heures Préalables RE Classe et laboratoire Forme d enseignement Énoncé(s) de la compétence Éléments de la compétence Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l'électricité et du magnétisme. 1. Décrire le phénomène. 2. Modéliser le phénomène. 3. Résoudre des problèmes associés aux phénomènes. 4. Vérifier expérimentalement des modèles. Incidence des orientations locales sur le cours Progression des apprentissages visés pour les compétences développées dans le cours Ce cours de physique est le second d'une série de trois que suivront les élèves de ce programme qui choisissent la voie mathématique-physique. On utilisera certains outils mathématiques (notion de limite, dérivée, intégrale) selon les besoins. Les exemples utilisés dans ce cours s'inspireront de la réalité quotidienne d'une part, ou d'un thème commun proposé par le comité de programme. pédagogique et institutionnel 2 14 novembre 2002

3 Énoncé de compétence : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l électricité et du magnétisme. Élément de la compétence : Décrire le phénomène. Utilisation appropriée de la terminologie. Schématisation claire du phénomène étudié. Identification des manifestations observables. Établissement des relations entre les paramètres physiques et les causes du phénomène. Exprimer toute grandeur physique selon une terminologie et un symbolisme approprié. Représenter des grandeurs physiques orientées par un vecteur sous les formes cartésienne et polaire. Décrire des situations impliquant l'observation de phénomènes physiques. Illustrer toute situation observable à l aide de schéma ou de croquis appropriés. Identifier et décrire les paramètres physiques associés aux mouvements des corps. Répertorier toutes les relations impliquant les paramètres identifiés lors de l observation d un phénomène. Liste des phénomènes à décrire dans le cours d électricité et magnétisme : Phénomènes électrostatiques, force électrique, champ électrique, distributions de charges, flux électrique, potentiel électrique, énergie potentielle électrique, capacité, courant électrique, différence de potentiel, résistance électrique, circuits à courant continu, ampèremètre et voltmètre, force et champ magnétiques, flux magnétique, moment magnétique, induction électromagnétique.

4 pédagogique et institutionnel 3 14 novembre 2002 Énoncé de compétence : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l électricité et du magnétisme. Élément de la compétence : Modéliser le phénomène. Identification des variables pertinentes. Choix judicieux des principes ou lois de la physique. Application rigoureuse des principes ou des lois de la physique. Construction d'une solution mathématique rigoureuse. Prédiction plausible de l'évolution du phénomène. Évaluation de la limite du modèle. Énumérer toutes les variables impliquées lors de l'observation du phénomène physique. Distinguer les variables et les constantes. Déterminer les lois et principes impliqués dans l'observation du phénomène. Ordonner les opérations mathématiques nécessaires à l'obtention d'une solution. Proposer des hypothèses sur l'évolution du phénomène Représenter les champs électrique et magnétique sous forme de lignes de champ. Établir les limites du modèle. Lois et principes servant à modéliser les phénomènes dans le cours d électricité et magnétisme : Lois de la cinématique, lois de Newton, principes de conservation de l énergie et de la quantité de mouvement, loi de Coulomb, théorème de Gauss, loi d association des résistances et des condensateurs, loi d Ohm, lois de Kirchhoff, loi d Ampère, loi de Biot- Savart, Loi de Faraday, loi de Lenz, les équations de Maxwell. pédagogique et institutionnel 4 14 novembre 2002

5 Énoncé de compétence : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l électricité et du magnétisme. Élément de la compétence : Résoudre des problèmes associés aux phénomènes. Représentation claire de la situation. Élaboration d'une solution mathématique rigoureuse. Représentation mathématique et graphique juste. Application exacte des outils mathématiques. Critique de la vraisemblance des résultats. Écrire toutes les données initiales (constantes et variables) inhérentes à une situation physique demandant une solution. Faire un schéma illustrant adéquatement la situation physique à l'étude. Rédiger clairement sa démarche en citant dans un ordre logique les principes et lois physiques intervenant dans la solution. Effectuer toutes les opérations mathématiques menant à une démonstration théorique où au calcul des grandeurs inconnues demandées. Justifier par des arguments appropriés les résultats obtenus. Liste des phénomènes pour lesquels des problèmes à résoudre seront proposés : Phénomènes électrostatiques, force électrique, champ électrique, distributions de charges, flux électrique, potentiel électrique, énergie potentielle électrique, capacité, courant électrique, différence de potentiel, résistance électrique, circuits à courant continu, ampèremètre et voltmètre, force et champ magnétiques, flux magnétique, moment magnétique, induction électromagnétique. pédagogique et institutionnel 5 14 novembre 2002

6 Énoncé de compétence : Interpréter des phénomènes naturels à l'aide des lois de l électricité et du magnétisme. Élément de la compétence : Vérifier expérimentalement des modèles. Identification claire du but de l'expérience. Respect du protocole et des techniques de l'expérimentation. Utilisation correcte du matériel de laboratoire. Présentation systématique des données, des calculs et des résultats. Estimation et calcul rigoureux des incertitudes. Interprétation juste des résultats. Production d'un rapport scientifique. Exprimer le(s) but(s) d une expérimentation à partir de l observation d un phénomène. Établir, s il y a lieu, un protocole expérimental. Appliquer adéquatement un protocole expérimental. Manipuler tout appareil ou instrument selon les règles prescrites. Déterminer la précision des appareils de mesure utilisés. Effectuer tous les calculs, y compris ceux des incertitudes des résultats de l expérimentation. Recueillir et ordonner dans un tableau toutes les données et résultats de calculs nécessaires à l obtention des buts visés par l expérimentation. Justifier à partir d arguments scientifiques la pertinence des résultats obtenus. Produire un rapport scientifique sur support informatique (traitement de texte, chiffrier, graphiques). Choix de modèles pouvant être observés dans le cours d électricité et magnétisme : Électrostatique, résistance électrique, potentiel et équipotentielles, lois de Kirchhoff, oscilloscope, condensateur à capacité élevée ou faible, champ magnétique, loi de Lenz, transformateurs. pédagogique et institutionnel 6 14 novembre 2002