Feuille d'activités de la leçon : Interactions électromagnétiques dans les boucles conductrices Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à analyser le courant induit dans les boucles conductrices plongées dans des champs magnétiques variables ainsi que le champ magnétique créé par une boucle de courant.

Q1:

Une boucle conductrice circulaire a un rayon 𝑟. Le pôle nord d'un aimant permanent est orienté perpendiculairement au plan de la boucle, comme indiqué sur le schéma. L'aimant permanent est déplacé dans la direction 𝑧 positive. Sont également représentées sur le schéma les lignes de champ magnétique provenant du pôle nord qui coupent la boucle aux points 𝐴 et 𝐵.

Lequel des choix suivants correspond à la direction du courant induit dans la boucle au point 𝐴 dans le plan de la boucle?

  • ADirection 𝑥 positive
  • BDirection 𝑦 négative
  • CDirection 𝑥 négative
  • DDirection 𝑦 positive

Lequel des choix suivants correspond à la direction du courant induit dans la boucle au point 𝐵 dans le plan de la boucle?

  • ADirection 𝑥 positive
  • BDirection 𝑥 négative
  • CDirection 𝑦 positive
  • DDirection 𝑦 négative

Lequel des choix suivants correspond à la direction du champ magnétique produit par le courant induit dans la boucle?

  • ADans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour de la boucle
  • BDirection 𝑧 positive
  • CDans le sens des aiguilles d'une montre autour de la boucle
  • DDirection 𝑧 négative

Q2:

Une bobine conductrice a un rayon de 4,5 cm et comporte 120 spires. La bobine se déplace perpendiculairement à un champ magnétique dont l'intensité diminue de 15 mT à 11 mT. Une f.é.m. de 12,5 mV est induite pendant que la bobine se déplace. Détermine le temps pendant lequel la bobine s'est déplacé. Donne la réponse à deux décimales près.

Q3:

Une bobine conductrice a un rayon de 𝑟=13cm et fait 35 tours. La bobine est déplacée de sorte que la moitié de son aire se trouve dans un champ magnétique uniforme de grandeur 0,16 T, dirigé hors du plan du schéma le long de l'axe de la bobine. La bobine passe de son ancienne position à sa nouvelle position en 0,24 s.

Quelle est l'intensité de la force électromotrice induite dans la bobine? Donne ta réponse au centième près.

Le courant dans la bobine passe-t-il dans le sens horaire ou anti-horaire?

  • ADans le sens horaire
  • BDans le sens anti-horaire

Q4:

Une bobine conductrice ayant pour rayon 2,5 cm est constituée de 150 tours de fil. La bobine se déplace perpendiculairement à un champ magnétique qui s'amplifie avec une vitesse de 1,8 mT/s. Détermine l'intensité de la force électromotrice induite dans la bobine. On donnera une réponse arrondie au centième.

Q5:

Une bobine conductrice a une aire de 8,68×10 m2. La bobine se déplace perpendiculairement à un champ magnétique dont la force augmente de 12 mT à 16 mT sur une durée de 0,14 s pendant laquelle une force électromotrice de 18,6 mV est induite dans la bobine. Combien de tours la bobine comporte-t-elle?

Q6:

Une boucle de fil conducteur a un rayon de 28 cm. La boucle se trouve dans un champ magnétique uniforme de grandeur 125 mT orienté hors du plan du schéma et parallèle à l'axe de la boucle. La boucle est ensuite tournée en 0,45 s pour arriver à un angle de 65 par rapport à son orientation axiale d'origine. Quelle est la grandeur de la force électromotrice induite dans la boucle? Donne ta réponse au centième près.

Q7:

Une boucle circulaire de fil conducteur de rayon 𝑟 conduit un courant constant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme indiqué sur le schéma. Le champ magnétique produit par le courant aux points 𝐴 et 𝐵 est illustré. Le champ dû au courant au point 𝐴 est indiqué dans le plan 𝑥𝑧 du repère et le champ dû au courant au point 𝐵 est indiqué dans le plan 𝑦𝑧 du repère.

En lequel des points suivants le champ magnétique dû au courant est-il le plus grand?

  • Aen un point situé à 2𝑟 dans la direction 𝑥 depuis l'origine du repère
  • Ben un point situé à 2𝑟 dans la direction 𝑧 depuis l'origine du repère
  • Cen un point situé à 2𝑟 dans la direction 𝑦 depuis l'origine du repère
  • Dà l'origine du repère

Parmi les choix suivants, lequel est le sens du champ magnétique à l’origine du repère?

  • Ale sens positif en direction 𝑧
  • BIl n'y a pas de champ magnétique à l'origine du repère.
  • Cle sens négatif en direction 𝑧

Lequel des choix suivants est le sens du champ magnétique en un point situé à 2𝑟depuis l'origine du repère dans le sens négatif en direction 𝑦?

  • Ale sens négatif en direction 𝑧
  • Ble sens inverse par rapport à l'origine du repère
  • Cle sens qui pointe directement vers l'origine du repère
  • Dle sens positif en direction 𝑧

Q8:

Une bobine conductrice à quatre spires a un diamètre 𝑑=25cm. La bobine se déplace de 1,5 cm à une vitesse 𝑣=7,5/cms parallèlement à l'axe d'une barre aimantée fixe, comme indiqué sur le schéma. Une FEM de grandeur 3,6 mV est induite dans la bobine pendant qu'il passe devant l'aimant. Détermine la variation de la grandeur du champ magnétique entre les points où la bobine a commencé à se déplacer et où elle s’est arrêtée. Donne ta réponse en notation scientifique, au dixième près.

  • A1,8×10 T
  • B3,7×10 T
  • C9,2×10 T
  • D7,4×10 T
  • E8,9×10 T

Q9:

Une bobine a 4 spires et un diamètre 𝑑=16cm. Un aimant se déplace de 1,2 cm vers l'intérieur de la bobine à un angle de 36 par rapport à l'axe de celle-ci dans un temps de 0,16 s. Une FEM de 4,1 mV est induite dans la bobine. De combien la grandeur du champ magnétique moyen de l'aimant change-t-elle pour produire cette FEM?

Q10:

Une bobine avec 5 tours et un rayon de 16 cm tourne autour d'un axe perpendiculaire à un champ magnétique uniforme, comme indiqué sur le schéma. La bobine effectue 12 rotations par seconde. La force électromotrice induite dans la bobine est de 255 mV. Quelle est la grandeur du champ magnétique?

Cette leçon comprend 19 questions additionnelles pour les abonnés.

Nagwa utilise des cookies pour vous garantir la meilleure expérience sur notre site. En savoir plus sur notre Politique de Confidentialité.