Ch2 Le champ Électrostatique
Donc enfin, le champ électrique obeit le principe de superposition comme pour les forces 2 1 3 Lignes du champ électrique Comme dans le cas du champ gravitationnel, un champ électrique peut être représenté par ses lignes de force qui sont des lignes orientées tangentes en chaque point au champ électrique et passant par la charge q A B C
Champ électrostatique 1) Etude expérimental
au point M(0,4 cm) 2) En déduire les caractéristiques du champ électrique résultant E E E= +A B au point (M) 3) On place au point (M) une charge q 10 C=− −4, En déduire les caractéristiques de la force F électrostatique que subit cette charge Réponse 1) Puisque AM = BM, alors : A A B 2 0 2 2 4 A B 12 2 9 A B 1 q E E 4 AM AM 3 4
EXERCICES D ’ELECTROSTATIQUE ENONCES
Exercice 1 : Champ électrostatique crée par des charges Trois charges ponctuelles +q, -q et -q sont placées aux sommets d’un triangle équilatéral de côté a Déterminer les caractéristiques du champ électrostatique régnant au centre du triangle Application numérique : q = 0,1 nC et a = 10 cm
2 Champ électrostatique - ResearchGate
Déterminer le champ électrique au centre O du carré Application numérique : Q = 1,6 10-9 C; a = 4 2 m Solution :
DM n 2 : Les champs électrostatiques et magnétostatiques
3 Calculer le champ électrostatique créé en un point M de l’axe tel que OM = z On donnera le résultat en fonction de Q, la charge totale, du rayon R , de la permittivité du vide ε 0 et de la distancez 4 TracerlegraphedelafonctionE(z) 1 2 Champ au voisinage de l’axe : 5 On s’intéresse maintenant au champ
PHYSIQUE III : Les champs électrostatiques et
E-2 Champ au voisinage de l'axe : E-2-1 Le plan passant par l'axe Oz laisse la spire invariante donc E est appartient au plan de symétrie donc Eθ=0 E-2-2 Toute rotation autour de l'axe Oz à r et z fixés ne modifie pas le champ E" donc E ne dépend pas de θ E-2-3 Le champ E"
1BAC International Fr P H Y érie d’exercices N°6 S IQ U E I
= 0 au point O Calculer Vs potentiel électrostatique du point S de l’espace champ b) Déterminer Epo et Eps, énergies potentielles électrostatique d’un électron en O et en S dans l’espace champ, en joules et en kilo électronvolts c) En déduire Ecs énergie cinétique de sortie des électrons, en kilo électronvolts
Première partie Électrostatique
2 Appliquer ce résultat pour calculer le champ au voisinage de l'axe d'un anneau de rayon a portant la densité linéique de charge 7 Dipôle et l chargé Un dipôlep est placé au centre O d'une spire circulaire de rayon a portant la charge par unité de longueur , uniforme p fait un angle avec l'axe de la spire (cf gure 1) 1
Thème : Particules élémentaires et interactions fondamentales
Des lignes de champ électrostatique dues à un objet chargé placé au centre de l’image sont représentées ci-dessous : 1 Qu’est-ce qu’une ligne de champ ? 2 Définir le champ électrostatique 3 Déterminer si la charge de l’objet placé au centre est positive ou négative Justifier
4 Flux électrostatique Théorème de Gauss
4 Flux électrostatique Théorème de Gauss Exercice 15 ∗∗ ― Flux électrostatique créé par une charge ponctuelle 1 On place une charge ponctuelle q au centre d'un cube d'arête a
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MP-SpéÉlectromagnétisme2019-2020DM n
◦2 : Les champs électrostatiques et magnétostatiques1 Champ électrostatique créé par une spire :
1.1 Champ sur l"axe :
1.On donne une spire circulaire de rayon R,
de centre O, d"axe Oz. Cette spire porte une charge positive Q répartie uniformément avec densité linéique de chargeλenC.m-1.Montrerpar des arguments de symétrie que,
sur l"axe, le champ électrostatique-→Eest porté par l"axe et prend la forme de-→E=E-→koù-→k est un vecteur unitaire porté par l"axe Oz.2.C omparerE(-z) et E(z) . 3.C alculerle c hampélectrostatique créé en un p ointM de l"axe te lque OM = z . On donnera le
résultat en fonction de Q, la charge totale, du rayon R , de la permittivité du videε0et de la
distance z . 4.T racerle graphe de la fonction E(z).
1.2 Champ au voisinage de l"axe :
5.On s"intéresse maintenant au champ
électrostatique au voisinage de l"axe. On
calcule donc le champ en un point M défini par des coordonnées cylindriques (r,θ, z ) .Montrer que la norme de E ne dépend que de
r et z . Montrer par des arguments de symétrie très précis, qu"en M, le champ-→En"a pas de composante orthoradialeEθ.6.Mon trerqu"au v oisinagede l"axe, le flux du c hamp -→Eest conservatif. 7. Que p eut-ondire de sa circulation sur un con tourfermé ? 8.C alculerle flux de -→Eà travers une surface fermée cylindrique d"axe Oz dont les bases sont des
disques de rayon r petit et de cotes z et z + dz . 9.En déduire Er(r,z) =-r2
dE z(0,z)dz 10.C alculerl"expression de Er(r,z).
11.Sur la feuille donnée en annexe et à joindre à la copie, préciser les lignes de c hampa vecdes flèc hes
en supposantλ >0. 12. Q u"obtiendrait-oncomme allure de lignes de c hampà grande distance ? 13. Q u"obtiendrait-oncomme allure d"équip otentiellesà grande distance ? 14. Mon trerque les lignes de c hampsson tp erpendiculairesaux équip otentielles.Que se passe-t-il au centre? 15.Justi fierle fait que les lignes de c hampse r approchentpuis s"éloignen tde l"axe. On p ourrautiliser
l"expression deEr(r,z)déterminée dans la question10. http://prepanouar.wordpress.com1 / 3 Durée :1heureMP-SpéÉlectromagnétisme2019-20202 Champ magnétostatique créé par une spire parcoure par
un courant I :2.1 Champ sur l"axe :
16.On donne une spire circulaire de rayon R
, de centre O, d"axe Oz . Cette spire est parcourue par un courant électrique d"intensitéI constante.
Montrerpar des arguments de symétrie que,
sur l"axe, le champ magnétostatique-→Best porté par l"axe et prend la forme de-→B=B-→koù-→k est un vecteur unitaire porté par l"axe Oz.17.C omparerB(z) et B(-z) ? 18. C alculerle c hampmagnétostatique créé en un p ointM de l"axe tel que OM = z . On écriraB(z) =B0.f?zR
oùB0=B(0). PréciserB0etf?zR 19. T racerle graphe représen tantle sv ariationsde la fonction B(z).2.2 Champ au voisinage de l"axe :
20.On s"intéresse maintenant au champ
magnétostatique au voisinage de l"axe. On calcule donc le champ en un point M défini par des coordonnées cylindriques (r,θ, z ) .Montrer que la norme de B ne dépend que de
r et z . Montrer par des arguments de symétrie très précis, qu"en M, le champ-→Bn"a pas decomposante orthoradialeBθ.21.C omplétersur la feuille donnée en annexe et à rendre a vecla copie, les lignes de c hamppar des
flèches en indiquant leur sens, en précisant le sens du courant. 22.Q u"obtiendrait-oncomme allure de lignes de c hampà grande distance ? 23.
Q uelle(s)différence(s) fondamen tale(s)a-t-on en treles deux top ographies? 24.
Mon trerqu"au v oisinagede l"axe, la circulation de -→Best conservative. 25.
Q uep eut-ondire du flux de -→Bà travers une surface fermée? 26.
En déduire, sans calc ul,Br(r,z)par analogie avec la question9. et 10. 27.