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Feuille d'activités de la leçon : Champ magnétique dû à un courant dans un solénoïde Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer le champ magnétique dû à un courant dans un solénoïde.

Q1:

Un fil conducteur est enroulé autour d'un solénoïde avec 𝑛 tours de fil par millimètre. Le fil transporte un courant constant 𝐼. On peut donc mesurer un champ magnétique 𝐵 au centre du solénoïde. Laquelle des modifications suivantes sur le système aurait pour effet d'augmenter l'intensité du champ magnétique au centre du solénoïde, en supposant que les autres paramètres restent constants?

  • Adiminuer la longueur du solénoïde en réduisant le nombre de tours de fils tout en maintenant 𝑛 constant
  • Bdiminuer 𝐼, le courant dans le fil
  • Cdiminuer 𝑛, le nombre de tours de fil par millimètre
  • Daugmenter 𝐼, le courant dans le fil
  • Eaugmenter la longueur du solénoïde en augmentant le nombre de tours de fil tout en maintenant 𝑛 constant

Q2:

Un solénoïde est formé d'un fil parcouru par un courant constant de 0,16 A. Le champ magnétique au centre de l'électroaimant est mesuré à 3,8×10 T. Calcule le nombre de spires par centimètre de la longueur du solénoïde, en arrondissant au nombre entier de spires le plus proche. Utilise une valeur de 4𝑝𝑖×10 T⋅m/A pour 𝑚𝑢.

Q3:

L'enroulement d'un fil conducteur forme un solénoïde S avec 400 spires et une longueur de 𝑙. Le courant qui circule à travers S est 𝐼 et l'intensité du champ magnétique produit par S en son centre est 𝐵. Un deuxième fil est utilisé pour former un solénoïde S qui a 150 spires. S et S sont connectés bout à bout pour former un solénoïde S. L'espacement entre les spires de S a été ajusté jusqu'à ce que la longueur de S devient égal à 𝑙 et les spires de S sont équidistants les unes des autres. Le rayon des spires de S est égal à celui de S. Le courant qu'on fait circuler dans S est 𝐼, et l'intensité du champ magnétique produit par S en son centre est 𝐵. Laquelle des suivantes décrit la relation entre 𝐵 et 𝐵?

  • A𝐵=𝐵
  • B𝐵=811𝐵
  • C𝐵=118𝐵
  • D𝐵=58𝐵
  • E𝐵=83𝐵

Q4:

Un solénoïde a une longueur de 𝑙 et se compose de 𝑁 spires de fil. Le fil est porteur d'un courant constant 𝐼. Laquelle des relations suivantes décrit l’intensité du champ magnétique 𝐵 au centre du solénoïde?

  • A𝐵𝑁𝐼𝑙
  • B𝐵𝑁𝐼𝑙
  • C𝐵𝑙𝑁𝐼
  • D𝐵𝑁𝐼𝑙
  • E𝐵𝑙𝑁𝐼

Q5:

Un fil qui transporte un courant constant de 0,15 A est bobiné en un solénoïde avec 11 enroulements par centimètre. Calcule l'intensité du champ magnétique au centre de la bobine. Donne ta réponse en teslas, exprimée en notation scientifique, avec une décimale. Utilise une valeur de 4𝜋×10 T⋅m/A pour𝜇.

  • A1,4×10 T
  • B2,1×10 T
  • C3,1×10 T
  • D9,2×10 T
  • E3,1×10 T

Q6:

Un solénoïde droit transporte un courant constant 𝐼. Le solénoïde compte 430 spires par mètre. Le champ magnétique au centre du solénoïde est mesuré à 3,2×10 T. Calcule le courant 𝐼 en ampères. Donne ta réponse à une décimale près. Utilise𝜇=4𝜋×10/TmA.

Q7:

Un fil qui transporte un courant constant de 0,9 A forme un solénoïde de 310 mm de longueur. L'intensité du champ magnétique au centre de l'électroaimant mesure 7,7×10 T. Calcule le nombre de tours utilisés pour former le solénoïde, en donnant ta réponse à l'entier le plus proche. Utilise une valeur de 4𝜋×10 T⋅m/A pour 𝜇.

Q8:

Un solénoïde de 3,2 cm de long et constitué de 90 spires, est alimenté par un courant continu de 1,2 A. Calcule l'intensité du champ magnétique au centre du solénoïde. Donne ta réponse en teslas et exprimée en notation scientifique avec une décimale. Utilise une valeur de 4𝜋×10 T⋅m/A pour 𝜇.

  • A5,2×10 T
  • B4,2×10 T
  • C1,4×10 T
  • D4,7×10 T
  • E1,3×10 T

Q9:

Une bobine longue comporte 80 spires. Elle est parcourue par un courant constant de 13 A et l'intensité du champ magnétique produit en son centre est mesurée à 7,3×10 T. Calcule la longueur de la bobine en donnant ta réponse au centimètre près. Utilise une valeur de 4𝜋×10 T⋅m/A pour𝜇.

Q10:

Un solénoïde est formé de 35 spires sur une longueur de 42 mm. Le champ magnétique au centre du solénoïde est mesuré à 4,9×10 T. Calcule le courant dans le solénoïde. Donne ta réponse en ampères, au centième près. Utilise une valeur de 4𝜋×10 T⋅m/A pour𝜇.

Cette leçon comprend 21 questions additionnelles et 40 variantes de questions additionnelles pour les abonnés.

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