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Feuille d'activités de la leçon : Mouvement de conducteur rectiligne dans un champ magnétique uniforme Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à comprendre la relation entre les forces contre-électromotrices induites au bornes d’un conducteur rectiligne et son mouvement dans un champ magnétique uniforme.

Q1:

Un petit avion vole à une vitesse de 150 m/s à travers une zone où la force du champ magnétique de la Terre perpendiculaire à ses ailes est de 35 µT. L’envergure de l’avion est de 12 m. Quelle différence de potentiel est induite entre les extrémités des ailes de l'avion?

Q2:

Une tige conductrice d'une longueur de 15 cm possède une différence de potentiel entre ses deux extrémités, comme indiqué sur la figure. La tige se déplace à travers un champ magnétique uniforme à une vitesse de 0,32 m/s. La différence de potentiel induite vaut 9,6 mV.

Quelle est l'intensité du champ magnétique?

  • A0,15 T
  • B0,05 T
  • C0,31 T
  • D0,1 T
  • E0,2 T

Vers quel côté du champ magnétique la barre se déplace-t-elle?

  • Avers le bas
  • Bvers le haut
  • Cvers la gauche
  • Dvers la droite

Q3:

Le circuit représenté sur la figure ci-dessous contient une batterie de 4,5 V fixée à des rails conducteurs lisses. Les extrémités des rails conducteurs sont attachées à une barre conductrice de longueur 15 cm avec une résistance de 2,5 Ω et une masse de 750 g. Le circuit est à l'intérieur d'un champ magnétique uniforme de 125 mT.

Quelle est l'intensité de l'accélération de la barre?

Quelle est la vitesse initiale à laquelle la différence de potentiel à travers la barre diminue en raison de la f.é.m. induite à travers elle à cause de son mouvement dans le champ magnétique? Donne ta réponse en notation scientifique, au dixième près.

  • A6,2×10 V/s
  • B1,4×10 V/s
  • C4,2×10 V/s
  • D2,3×10 V/s
  • E8,4×10 V/s

Q4:

Une tige conductrice se déplace sur des rails conducteurs qui forment un circuit contenant deux résistances, comme indiqué sur le schéma. La puissance dissipée par le circuit est de 65,5 mW. Le circuit se trouve dans un champ magnétique de 945 mT. La tige a une résistance par unité de longueur de 15 Ω/m. Détermine la vitesse 𝑣 à laquelle la tige se déplace.

Q5:

Les extrémités d'une tige conductrice sont connectées à une boucle de fil conducteur, comme illustré sur le schéma ci-dessous. La tige pénètre dans une zone qui contient deux champs magnétiques uniformes dirigés de manière opposée et de même intensité, de sorte que exactement la moitié de la longueur de la tige se trouve dans chacun des champs. La tige se déplace perpendiculairement aux deux champs. Le fil conducteur n'entre dans aucun des champs. La tige mesure 2 cm de long et se déplace à une vitesse de 1 cm/s, et les champs magnétiques sont tous deux de 20 mT . La résistance totale de la tige et du fil est de 0,5 Ω.

Quelle est la différence de potentiel entre les extrémités de la tige lorsqu'elle se déplace à travers les champs?

Quel est le courant traversant le fil lorsque la tige se déplace à travers les champs?

Quelle est la valeur de la différence de potentiel entre chaque extrémité de la tige et le centre de la tige lorsque la tige se déplace à travers les champs? Donne ta réponse en notation scientifique, au dixième près.

  • A6,2×10 V
  • B1,2×10 V
  • C2,0×10 V
  • D1,5×10 V
  • E5,0×10 V

Q6:

Une tige conductrice se déplace sur des rails conducteurs qui forment un circuit contenant une résistance, comme le montre le schéma. La tige parcourt toute la distance sur les rails en un temps de 36 s, en se déplaçant à une vitesse constante. Le champ magnétique autour du circuit a une force de 275 mT. Le courant dans le circuit est de 32 μA. Détermine la résistance de la barre.

Q7:

Une tige conductrice de 3,3 cm se déplace dans un champ magnétique uniforme de 55 55 mT, comme le montre le schéma. La tige se déplace à 8,5 cm/s, et la différence de potentiel à travers la tige est de 110 µV. Détermine l'angle 𝑡𝑒𝑡𝑎.

Q8:

Une tige conductrice de 7,2 cm de long se déplace dans un champ magnétique uniforme de 36 mT, comme le montre le schéma. La tige se déplace à 4,5 cm/s.

Quelle est l’intensité de la différence de potentiel entre les barres? Donne ta réponse en notation scientifique à une décimale près.

  • A3,2×10 V
  • B1,2×10 V
  • C2,4×10 V
  • D6,0×10 V
  • E1,2×10 V

Quelle extrémité de la tige a un potentiel plus élevé ?

  • AB
  • BUn

Q9:

On fait tourner une tige conductrice dont l'une des extrémités est maintenue immobile. La tige tourne uniformément dans un champ magnétique uniforme, le sens de rotation de la tige par rapport au champ magnétique étant variable, comme le montrent les schémas I, II, III et IV. La tige tourne à la même vitesse dans chaque diagramme.

Dans lequel des diagrammes la valeur de la différence de potentiel induite entre l'extrémité fixe et l'extrémité libre de la tige varie-t-elle au fur et à mesure de la rotation de la tige ?

  • AIII
  • BI
  • CII
  • DIV
  • EAucune des figures

L'amplitude de la différence de potentiel induite entre l'extrémité fixe de la tige et l'extrémité libre de la tige dans le diagramme I est-elle égale à l'amplitude de la différence de potentiel induite entre l'extrémité fixe de la tige et l'extrémité libre de la tige dans le diagramme II ?

  • AOui
  • BNon

L'amplitude de la différence de potentiel induite entre l'extrémité fixe de la tige et l'extrémité libre de la tige dans le diagramme III est-elle égale à l'amplitude de la différence de potentiel induite entre l'extrémité fixe de la tige et l'extrémité libre de la tige dans le diagramme IV ?

  • AOui
  • BNon

L'amplitude de la différence de potentiel induite entre l'extrémité fixe de la tige et l'extrémité libre de la tige dans le diagramme I est-elle égale à l'amplitude de la différence de potentiel induite entre l'extrémité fixe de la tige et l'extrémité libre de la tige dans le diagramme III ?

  • AOui
  • BNon

Q10:

Une tige conductrice qui se trouve dans un champ magnétique uniforme se déplace à une vitesse constante le long d'une trajectoire circulaire, où la direction du mouvement circulaire est perpendiculaire à la longueur de la tige pendant tout le mouvement. Lorsque la tige se trouve dans les positions A et C indiquées sur le schéma, la direction du mouvement circulaire suit la droite de la direction du champ magnétique. Lorsque la tige se trouve dans les positions B et D indiquées dans le diagramme, la direction du mouvement circulaire est perpendiculaire à la droite de la direction du champ magnétique. Le graphique montre des droites de quatre couleurs différentes. Chaque droite pourrait représenter le changement de la différence de potentiel sur la longueur de la barre lorsqu'elle se déplace de A à B, de C à D et de retour à A. Quelle couleur représente correctement la façon dont la différence de potentiel varie avec le temps ?

  • AOrange
  • BBleu
  • CRouge
  • DVert
  • EAucune de ces droites

Cette leçon comprend 21 questions additionnelles pour les abonnés.

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