PRÉTEST E L électricité : êtes-vous au courant? SCP-4011

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1 Question 1 Dimension 1.1 Dans chaque situation ci-dessous, indiquez quel matériau est utilisé et pourquoi. S il y a plusieurs matériaux possibles, vous devez tous les nommer. a) L enveloppe des petits fils électriques b) L intérieur de ces fils c) L isolation des fils à haute tension d) Les boîtiers d appareils électriques à 2 broches e) Les boîtiers d appareils électriques à 3 broches f) Les diodes et les transistors d un ordinateur g) Les ronds d un poêle h) Un paratonnerre i) Le filament des ampoules électriques Question 2 Dimension 1.2 Parmi les phénomènes suivants, lesquels s appliquent au courant alternatif. a) le courant circulant dans une lampe de poche b) l éclairage au néon c) vibration de charges électriques dont la fréquence s exprime en hertz d) détecteur de fumée e) voltage efficace Question 3 Dimension 3.2 Expliquez comment il faut relier 3 piles de 9 V pour tripler le temps d utilisation en maintenant la même tension. Justifiez votre réponse. Question 4 Dimension 2.3 La figure suivante représente un circuit simple. Le résistor C est inconnu mais produit un courant de 2,5 A. Si on diminue de moitié la valeur du voltage de la source sans changer la valeur du résistor C, que devient le courant dans le circuit? Précisez l ordre de grandeur de la variation et justifiez à l aide la formule appropriée. V C D. Turcotte L Impulsion 1 12/11/08

2 Question 5 Dimension 2.2 Une batterie contient 50 Ah. Combien peut-elle permettre de démarrages si chaque démarrage nécessite 100 A pendant 3 secondes? Question 6 Dimension 3.2 Les appareils électriques domestiques sont reliés en parallèle. Expliquez pourquoi. Question 7 Dimension 6.1 Expliquez pourquoi l électricité est transportée à haute tension. Justifiez à l aide des formules appropriées. Question 8 Dimension 4.1 À l aide de la figure suivante, trouvez les valeurs de U 1, U 2, I 1, I 2 et I T ainsi que R éq. ε=9v R 1 =1,5Ω R 2 =3Ω Question 9 Dimension 4.1 À l aide de la figure suivante, trouvez les valeurs de U 1, U 2, I 1, I 2 et I T ainsi que R éq. ε=9v R 1 =3Ω R 2 =1,5Ω D. Turcotte L Impulsion 2 12/11/08

3 Question 10 Dimension 4.2 R 1 =5Ω R 2 =2Ω R 3 =4Ω R 4 =10Ω À partir du circuit ci-dessus, indiquez aux bornes de quelle(s) résistance(s) il y a : a) le plus grand courant b) le plus petit courant c) la plus grande différence de potentiel d) la plus petite différence de potentiel Question 11 Dimension 6.2 a) La salle de repos de votre nouvelle maison comprend 2 prises murales dont une est reliée à un interrupteur. Elle comprend également 2 ampoules reliées à un même interrupteur. Dessinez le schéma électrique de la salle de repos à partir du panneau de distribution. N oubliez pas d inclure les disjoncteurs. b) Sur le même panneau de distribution, placez une prise de courant moderne à deux circuits indépendants. c) Sur le même panneau de distribution, placez la sécheuse en expliquant : où doit être branché le moteur (120 V) et pourquoi où doit être branché l élément chauffant (240 V) et pourquoi d) Précisez le calibre des disjoncteurs. D. Turcotte L Impulsion 3 12/11/08

4 Question 12 Dimension 2.1 La figure suivante présente un circuit mixte. R 1 R 2 R 3 R 4 a) Quel type d appareil utiliseriez-vous pour mesurer la DDP aux bornes de R 2? b) Le branchement doit-il être en série ou en parallèle? Pourquoi? c) Placez cet appareil dans le circuit. d) La résistance interne de cet appareil est-elle grande ou petite? Pourquoi? e) Quel type d appareil utiliseriez-vous pour mesurer le courant total? f) Le branchement doit-il être en série ou en parallèle? Pourquoi? g) Placez cet appareil dans le circuit. h) La résistance interne de cet appareil est-elle grande ou petite? Pourquoi? Question 13 Dimension 1.3 Classez en ordre chronologique, du plus ancien au plus récent, les événements historiques suivants : Ordre Événements historiques Edison invente le phonographe. Découverte de l électron. Bell invente le téléphone. Coulomb met au point un système de mesure de la force électrique. Faraday découvre l induction électromagnétique. Volta découvre la pile électrique. Thalès découvre l électricité statique avec l ambre jaune et des brindilles de paille. Question 14 Dimension 2.4 La résistance d un fil de cuivre est de 0,68Ω. Si sa longueur est réduite de moitié et que sa section est triplée, quelle est la nouvelle résistance de ce fil? Justifiez votre réponse à l aide de la formule appropriée. D. Turcotte L Impulsion 4 12/11/08

5 Question 15 Dimension 2.5 Calculez, en kilowattheures, l énergie électrique dépensée par une sécheuse en 30 minutes. La sécheuse utilise un courant de 52,5A sous une tension de 240V. Question 16 Dimension 2.7 Deux objets chargés sont à une distance d l un de l autre. Si la distance entre ces objets devient trois fois plus petite, que devient la force électrique entre eux? Justifiez votre réponse à l aide de la formule appropriée. Question 17 Dimension 2.8 La figure suivante illustre deux aimants se faisant face. N N a) Tracez les lignes de champ magnétique entre eux et expliquez. b) Est-ce que ces aimants s attirent ou se repoussent? Expliquez. Question 18 Dimension 3.1 Indiquez si les énoncés ci-dessous sont vrais (V) ou faux (F). a) Dans un circuit, le courant électrique va du négatif au positif. b) La force électromotrice représente l énergie fournie par la source. c) La différence de potentiel aux bornes d une résistance représente l énergie dépensée dans celle-ci. d) Le courant va beaucoup plus vite dans un résistor que dans un fil conducteur. e) Les métaux conduisent tous l électricité de la même manière. f) Il est nécessaire d utiliser un bon isolant pour construire un paratonnerre. g) Lorsque l interrupteur est fermé, le courant ne passe pas. h) Une pellicule de plastique d emballage adhère à un chaudron de métal. Question 19 Dimension 6.3 Deux pièces d une maison sont branchées sur le même «breaker». Que peut-il se passer si on demande trop de courant? Expliquez par une réponse complète. D. Turcotte L Impulsion 5 12/11/08

6 Question 20 Dimension 6.4 Un transformateur de petit magnétophone doit donner 4,5V à la sortie. a) S agit-il d un survolteur ou d un dévolteur? b) Le nombre de tours à la sortie sera-t-il plus grand ou plus petit qu à l entrée? Expliquez. c) Le courant à la sortie sera-t-il plus grand ou plus petit qu à l entrée? Expliquez. Question 21 Dimension 5.1 Donnez un avantage et un inconvénient pour chaque type de source mentionné ci-après. Type de source Avantage Inconvénient Pile conventionnelle Pile au mercure Accumulateur au plomb Pile rechargeable au nickel cadmium Question 22 Dimension 6.5 La résistance d un corps humain est de 830Ω. a) S il est soumis à une tension de 120V, calculez le courant qui le traverse? b) Si la personne a les mains mouillées et les pieds dans l eau, quelle différence cela fera-t-il? Justifiez votre réponse à l aide de la formule appropriée. Question 23 Dimension 2.6 Un type touche à un générateur de Van de Graaf tout en étant isolé du sol. Expliquez ce qui se passe en précisant quels types d électrisation entrent en jeu et la nature des particules transférées. Question 24 Dimension points Expliquez pourquoi celui qui utilise une boussole ne peut «perdre le nord». D. Turcotte L Impulsion 6 12/11/08

7 Question 25 Dimension points Complétez les affirmations suivantes : a) Le rotor est la partie d un. b) Le stator est la partie d un. c) Dans un générateur, l énergie est transformée en énergie. d) Dans un moteur électrique, l énergie est transformée en énergie. Question 26 Dimension point Qu est-ce qu un électroaimant? D. Turcotte L Impulsion 7 12/11/08