[PDF] Epreuve de Physique- Corrigé Exercice 1 : Loi d'Ohm

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Epreuve de Physique- Corrigé

Nom : N o

Série: E1

Date : /02/17

Classe : 3eme

Durée : 60 minutes

L'usage de la calculatrice scientifique est autorisé Exercice 1 : Loi d'Ohm relative à un conducteur ohmique (7points) On considère deux conducteurs ohmiques et de résistances respectives et R 2

= 200 Ƿ . Un générateur à tensions réglables, un ampèremètre et un voltmètre.

I- On branche

aux bornes de. et sont branchés dans le circuit pour évaluer l"intensité du courant et la tension du conducteur ohmique.

1. Faire une figure du montage électrique précédent.

2. On fait varier la tension de

, Les valeurs affichées par et sont enregistrées dans le tableau ci-dessous :

I (mA)

40 60 70 100

U (V) 2 3 3,5 5

a. Tracer, sur papier millimétré, la caractéristique intensité-tension de ce conducteur ohmique.

Echelle : 1cmĺ 1 V en ordonnée

1cm

ĺ 10 mA en abscisse

b. Vérifier que

U en fonction de I est une fonction linéaire de la forme y = a x ce qui est en cohérence avec la loi

d"ohm. Le coefficient directeur a de cette droit est égal a R1 . R 1 = U/I = 5/(100x10 -3 )= 50 Ƿ. c. Nommer l'instrument permettant de mesurer directement

L"instrument permettant de mesurer directement R

1 est l"ohmmètre.

3. La puissance maximale dissipée par le conducteur ohmique ( D1

) est : Calculer l'intensité maximale du courant que peut supporter le conducteur ohmique. P= R 1 I 2 ... I 2 = P/R = 2/50 ... I= 0,2 A 2|3

II- On forme par

, et le générateur le circuit de la figure suivante. La tension du générateur est fixée à 10 V.

1. a. Calculer les intensités I

1, I 2 et I. U G = U R1 = U R2 d'après la loi d'unicité de la tension. G, R 1 et R 2

étant placés en dérivation.

D'après la loi d'ohm relative a R

1 : U R1 = R 1 x I

1.....

I 1 = U 1/ R 1 = 10/50 = 0,2 A

De même

I 2 = U 2/ R 2 = 10/200 = 0, 05 A I = I 1 + I 2 d'après la loi d'additivité des intensités

I = 0,2+ 0,05

I = 0,25 A

b. Déduire la valeur de la résistance équivalente aux conducteurs dans le circuit.

D"après la loi d"ohm relative a R

eq : U = R eq x I...R eq = U/I = 10 / 0,25 = 40 Ƿ

2. Vérifier la valeur précédente de

1/ R eq = 1/ R 1 + 1/ R 2 = 1/ 50 + 1/ 200 = 5/ 200 R eq = 200/5 = 40 Ƿ Exercice 2 : Fonctionnement d'un appareil sous une tension alternative (7 points) Un chargeur comporte les indications suivantes : Entrée AC : 220V ; 50Hz ; 5,6W. Ce chargeur est utilisé pour recharger la batterie d'un cellulaire.

1. Donner la signification de chacune des indications portées par le chargeur.

AC : courant alternatif

220V : tension nominale ;

50Hz : fréquence de la tension

5,6W : puissance nominale du chargeur

2. Calculer, en fonctionnement normal, l'intensité du courant dans le chargeur.

P = U x I ....I= P/U = 5,6 /220 = 0,025 A

3. La durée moyenne pour charger totalement un cellulaire est une heure, sous fonctionnement

normal. 3|3 a. Calculer en KWh, l'énergie consommée par le chargeur pendant une heure.

E= Px t = 5,6 x 10

-3 x 1 = 5,6 x 10 -3 kWh b. Sachant que le prix d'un KWh est 120L.L, calculer le prix de l'énergie consommée durant la charge.

Cout= 5,6 x 10

-3 x 120 = 0,672 L.L

4. Un oscilloscope permet de visualiser la tension du secteur au Liban en fonction du temps.

L'oscillogramme de cette variation est le suivant : a. Quelle est la nature de la tension du secteur au Liban. La tension du secteur au Liban est alternative sinusoïdale. b. Calculer la période et la tension maximale du secteur, sachant que :

Ͳ Sensibilité verticale S

v = 100V/div

Ͳ Sensibilité horizontale S

h =5ms/div.

T= X x S

h = 4 x 5 = 20 ms U max = y x S v = 3 x 100 = 300 V c. Déduire la fréquence et la tension efficace du secteur. f = 1/T = 1/ (20 x 10 -3 ) = 50 Hz U eff = U max / racine carré de 2= 215 V d. Le chargeur fonctionne-t-il normalement au Liban ? Justifier.

Le chargeur fonctionne normalement puisque sa tension nominale est presque égale à celle du secteur.

Exercice 3 : Lentilles minces ( 6 points)

Les situations A et B suivantes sont indépendantes

A- Une lentille mince convergente forme l'image d'une flamme de bougie sur un écran placé à la

distance D = 80,0 cm de la bougie. L'image ayant la même taille que l'objet déterminer la position

de la lentille et sa distance focale.

Distance objet-image = 80,0 cm

AB= A'B' = 2x distance focale

AA'= 80 cm ..AO=OA'=80/2 = 40 cm

AO=OA'= 2f..

f= 40/2= 20 cm 4|3

B- Une lentille mince convergente donne d'un objet AB de 1cm une image A'B', réelle, trois fois plus

grande que l'objet, située à la distance d= 8 cm de cet objet.

1. Sur papier millimétré, à l'échelle réelle, représenter l'objet et l'image à la distance considérée.

2. En traçant des rayons particuliers, rechercher la position de la lentille et de ses foyers.

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