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Feuille d'activités de la leçon : Réalisation d’un voltmètre Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à combiner un galvanomètre avec un multiplicateur pour obtenir un voltmètre pour courant continu.

Q1:

Un voltmètre est utilisé pour mesurer la tension d'une source de courant continu dont on estimée la f.é.m. à plusieurs volts. Le galvanomètre constituant du voltmètre a une résistance interne de quelques milliohms. Lequel des énoncés suivants explique correctement pourquoi la résistance dite multiplicatrice dans un tel voltmètre doit avoir une résistance beaucoup plus grande que la résistance interne du galvanomètre auquel la multiplicatrice est connectée en série ?

  • ASi la résistance multiplicatrice a une valeur de même ordre de grandeur ou inférieure par rapport à celle du galvanomètre, le courant traversant le galvanomètre sera plus grand que le courant qui produirait une déviation à fond d'échelle de l'aiguille du galvanomètre.
  • BSi la résistance multiplicatrice a une valeur de même ordre de grandeur ou inférieure par rapport à celle du galvanomètre, la résistance générera un champ magnétique qui modifiera significativement la déviation de l'aiguille du galvanomètre.
  • CSi la résistance multiplicatrice a une valeur de même ordre de grandeur ou inférieure par rapport à celle du galvanomètre, la tension de la source augmentera significativement.
  • DSi la résistance multiplicatrice a une valeur de même ordre de grandeur ou inférieure par rapport à celle du galvanomètre, la direction de la déflexion de l'aiguille du galvanomètre s'inversera et aucune lecture ne sera affichée.

Q2:

Laquelle des affirmations suivantes est la plus correcte pour expliquer comment la gamme de valeurs de tensions, qu'un galvanomètre utilisé comme voltmètre peut produire, peut être étendue lorsqu'une résistance en série est utilisée?

  • AUne résistance en série dont la valeur est très supérieure à celle du galvanomètre est connectée en parallèle avec le galvanomètre.
  • BUne résistance en série dont la valeur est égale à celle du galvanomètre est connectée en série avec le galvanomètre.
  • CUne résistance en série dont la valeur est très supérieure à celle du galvanomètre est connectée en série avec le galvanomètre.
  • DUne résistance en série dont la valeur est très inférieure à celle du galvanomètre est connectée en série avec le galvanomètre.
  • EUne résistance en série dont la valeur est très inférieure à celle du galvanomètre est connectée en parallèle avec le galvanomètre.

Q3:

La tension 𝑉 dans le circuit illustré est de 12 V, quelle est la plus grande tension pouvant être mesurée en utilisant le circuit comme voltmètre. La résistance du galvanomètre correspond au centième de la résistance du multiplicateur.

Trouve 𝑉, la tension aux bornes du galvanomètre. Réponds au millivolt près.

Trouve 𝑉, la tension aux bornes du multiplicateur. Réponds au dixième près.

Q4:

Lequel des schémas électriques suivants représente le plus correctement un galvanomètre combiné à une résistance additionnelle utilisée comme voltmètre pour mesurer la tension d'une source de courant continu?

  • A
  • B
  • C

Q5:

La figure montre un galvanomètre à deux échelles. L'une des échelles est une échelle de galvanomètre et l'autre échelle est une échelle de voltmètre. Le galvanomètre fait partie d'un circuit qui contient une résistance additionnelle. Lorsqu’un courant est mesuré, le bras du galvanomètre dévie de sorte qu’il pointe vers la position indiquant l’intensité maximale du courant sur l’échelle du galvanomètre, et cette valeur est égale à 𝑋 μA. L'échelle du voltmètre lit une valeur de 𝑌 mV. Laquelle des affirmations suivantes est vraie?

  • ALe rapport entre 𝑋 et𝑌 dépend uniquement de la résistance du galvanomètre.
  • BLe rapport entre 𝑋 et𝑌 vaut 2.
  • CLe rapport entre 𝑋 et𝑌 vaut 1.
  • DLe rapport entre 𝑋 et𝑌 dépend uniquement de la résistance de la résistance additionnelle utilisée.
  • ELe rapport entre 𝑋 et𝑌 dépend de la résistance de la résistance additionnelle utilisée et de la résistance du galvanomètre.

Q6:

Le schéma de circuit représente un galvanomètre combiné à une résistance multiplicatrice. La résistance multiplicatrice a une résistance cinquante fois supérieure à celle du galvanomètre. Quel est le rapport du courant dans le galvanomètre, 𝐼G, au courant dans la résistance multiplicatrice, 𝐼M?

Q7:

Un galvanomètre a une résistance de 12 mΩ. Une résistance multiplicatrice est connectée en série avec le galvanomètre pour le convertir en voltmètre. La résistance du multiplicateur est de 1,1 kΩ. Quel pourcentage de la plus grande tension mesurable par le voltmètre la tension aux bornes du galvanomètre représente-t-elle? Donne ta réponse à la quatrième décimale près.

Q8:

Un galvanomètre a une résistance de 175 mΩ. Un courant de 20 mA produit une déviation totale du galvanomètre. Détermine la résistance d'une résistance multiplicatrice qui, lorsqu'elle est connectée en série avec le galvanomètre, permet de l'utiliser comme voltmètre capable de mesurer une tension maximale de 15 V. Réponds à l’ohm près.

Q9:

Deux voltmètres A et B ont la même étendue de mesure. Si la résistance du voltmètre A est supérieure à la résistance du voltmètre B, quel est le rapport entre les sensibilités des deux voltmètres?

  • ALa sensibilité du voltmètre A est supérieure à celle du voltmètre B.
  • BLa sensibilité du voltmètre A est inférieure à celle du voltmètre B.
  • CLa sensibilité du voltmètre A est égale à celle du voltmètre B.
  • DIl n'y a pas assez d'informations pour déterminer la réponse.

Q10:

Un voltmètre peut mesurer une différence de potentiel maximale de 4 V et a une résistance de 3‎ ‎000 Ω. Quand une résistance multiplicatrice 𝑅 est connectée au voltmètre en série, l'étendue de sa mesure augmente de 12 V. Calcule la valeur de 𝑅.

  • A6‎ ‎000 Ω
  • B15‎ ‎000 Ω
  • C12‎ ‎000 Ω
  • D9‎ ‎000 Ω

Cette leçon comprend 16 questions additionnelles et 12 variantes de questions additionnelles pour les abonnés.

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