EXAMEN #2 ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME 25% de la note finale

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1 EXAMEN #2 ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME 25% de la note finale Hiver 2011 Nom : Chaque question à choix multiples vaut 3 points 1. Si la différence de potentiel aux bornes d une résistance augmente, alors le courant dans la résistance augmente, peu importe en quoi est fait la résistance. reste le même, peu importe en quoi est fait la résistance. diminue, peu importe en quoi est fait la résistance. augmente, reste le même ou diminue, selon la composition de la résistance. 2. Pour laquelle des résistances de la figure la différence de potentiel aux bornes de la résistance est-elle la plus grande si R 1 est deux fois plus grande que R 2? R 1 R 2 Elle est la même pour les deux résistances. Cela dépend du V de la source. 3. Trois particules ayant des vitesses et des masses identiques arrivent dans une région où il y a un champ magnétique. Laquelle des trajectoires est celle de la particule ayant la plus grande charge positive? Elle est la même pour les trois Aucune n a une charge positive

2 4. Pour laquelle des résistances de la figure la différence de potentiel aux bornes de la résistance est-elle la plus grande si R 1 est deux fois plus grande que R 2? R 1 R 2 Elle est la même pour les deux résistances Cela dépend du V de la source. 5. Pour laquelle des trois directions possibles pour la vitesse d une particule positive la force nette sur la particule est elle la plus grande? La force nette est la même pour les trois directions 6. Lequel des arrangements de résistances suivants a la plus grande résistance équivalente? A B C Elle est la même pour les trois arrangements

3 7. Un condensateur à plaques parallèles est relié à une pile. Comment change l énergie du condensateur si on approche les deux plaques du condensateur l une de l autre? Elle augmente Elle reste la même Elle diminue Cela dépend de la différence de potentiel aux bornes de la source 8. Un condensateur à plaques parallèles avec du vide entre les plaques n est pas relié à une pile. Comment change la charge des plaques du condensateur si on emplit l espace entre les plaques d un diélectrique? Elle augmente Elle reste la même Elle diminue Cela dépend de la charge initiale des plaques 9. Deux fils ont la même résistance, mais le fil 1 que le fil 2. Cela signifie que le fil 2 est a un diamètre deux fois plus grand 4 fois plus long que le fil 1 2 fois plus long que le fil 1 de la même longueur que le fil 1 2 fois plus court que le fil 1 4 fois plus court que le fil Soit le circuit représenté sur la figure. Quel est le courant fourni par la pile quand le condensateur est plein? 0 A 1 A 2 A 3 A 6 A Le courant varie toujours Rép. 1a 2c 3c 4a 5c 6b 7a 8b 9e 10c

4 11. (15 points) Un faisceau d électrons ayant passé par un sélecteur de vitesse émerge d un tube. Une plaque métallique est placée perpendiculairement à la direction du faisceau, à une distance d = 20 cm de la sortie du tube. Un champ magnétique dévie alors les électrons de tellee sorte qu ils viennent frôler la plaque de métal. a) Quellee est la vitesse des électrons si les champs sont de E = 2 X 10 4 V/ /m et B = 0,1 T dans le sélecteur de vitesse? b) Quelle doit être la grandeurr et la direction du champ magnétique dans la région située entre la sortie du tube et la plaque métallique? N.B. Masse de l électron 9,11 X kg Rép. a) 2 x 10 5 m/s b) 5,687 X 10-6 T 12. (20 points) Un condensateur à plaques parallèles a une capacité de 50 pf lorsqu il y a du vide entre les plaques. L aire des plaques est de 0,35 m². On emplit ensuite l espace entre les plaques avec du pyrex (κ = 4,7 et rigidité électrique de 14 X 10 6 V/m) a) Quelle est la distance entre les plaques? b) Quelle est la capacité avec le diélectrique? c) Combien faudrait-il avec 90% de sa charge finale s il est branché en série avec une de temps pour charger le condensateur avec le diélectrique résistance de 1 MΩΩ et une pile de 100 V? d) Quelle est la plus grande énergie qu on peut emmagasiner dans ce condensateur (avec le diélectrique)? Rép. a) 6,198 cm b) 235 pf d) 0,5411 ms c) 88,468 J

5 13. (20 points) a) Quel est le courant dans chacune des résistances du circuit suivant? b) Quelle est la puissance dissipée dans chacune des résistances? c) Quelle est la puissance fournie par chacune des piles? d) Quelle est la différence de potentiel entre les points a et b? Rép. a) Fil de gauche : 0 A Fil du milieu : 0,5 A vers le bas Fil de droite : 0,5 A vers le haut b) P 5 Ω = 0 W P 10 Ω (gauche) = 2,5 W P 10 Ω (droite) = 2,5 W c) P 9V = 0 W P 4V = - 2 W (recoit de l énergie) P 14V = 7 W d) 9 V 14. (15 points) On branche une ampoule de 60 W à une prise de courant de 120 V. a) Quel est le courant dans l ampoule? b) Quelle est la résistance de l ampoule? c) Quel est le diamètre du filament de l ampoule s il est fait de tungstène (ρ = 5,25 X 10-7 Ωm) et qu il a une longueur de 4 cm? d) Quel sera le coût mensuel (30 jours) si on laisse l ampoule toujours allumée et que le coût de l électricité est de 6 / kwh? Rép. a) 0,5 A b) 240 Ω c) 1,056 X 10-5 m d) 2,59 $