Lycée Jaufré Rudel

Blaye le 8 mars 1999

Première STI, devoir n°5

PHYSIQUE APPLIQUEE

Schémas, application littérale et application numérique SVP.

Exercice n°1:

1. En un point, on superpose deux champs magnétiques faisant un angle de 90° entre eux, de normes B₁ = 0,2 T et B₂ = 0,4 T. De quel angle a tourne une aiguille aimantée initialement placée dans ?

2. Une bobine longue ou solénoïde a une longueur de 50 cm et comporte 500 spires; parcourue par un courant I, il apparaît en son centre un champ magnétique de norme B = 2.10^-3T. Faire un schéma faisant apparaître le champ et le courant I. Calculer I.

Exercice n°2:

Au voisinage d'un point A où la composante horizontale du champ magnétique terrestre à pour norme B_H = 20 µT, on place une bobine dont l'axe, horizontal passe par A et est orienté EST-OUEST:

1. Une aiguille aimantée est placée en A. Déterminer sa position lorsque la bobine n'est parcourue par aucun courant. Faire un schéma.

2. La norme du champ magnétique crée par la bobine en A est de 80 µT.

Représenter le vecteur champ magnétique crée par la bobine en A. Compléter le schéma.

3. Le courant est établi dans la bobine.

a) Déterminer l'angle de rotation de chaque aiguille. Faire un schéma: échelle 1 cm pour 20 µT.

b) Calculer la norme du champ résultant en A et le représenter.

Exercice n°3:

1°) Une tige de cuivre MN de résistance R_MN = 0,2 W ,peut rouler sur deux rails de cuivre horizontaux AD et EC de résistance négligeable, dont les extrémités C et D sont reliées aux bornes d'un générateur de tension de fém E' = 10 V et de résistance interne r = 0,5 W: fig.1:

Calculer l'intensité I du courant s'établissant dans le circuit.

2°) On place un aimant en U créant un champ magnétique vertical de norme 0,05 T dans une zone de 10 cm de large (voir fig. 1)

Quel est le sens de déplacement de MN? Représenter la force de Laplace s'exerçant sur MN.

Calculer l'intensité de la force de Laplace qui s'exerce sur MN.

Exercice n°4:

Calculer la tension U aux bornes de R₂. On donne R₁ = 4,7 kW ; R₂ = 2,2 kW ; R₃ = 3,3 kW et E = 7,5 V.

En déduire les intensités des courants traversant R₂ et R₃.

Exercice n°5:

1°) Pourquoi le montage de la figure 2 peut-il fonctionner en régime linéaire?

2°) Quelle est la fonction de ce montage?

3°) Calculer i puis v_S. En déduire i_S et i₀.

4°) Calculer l'amplification en tension du montage.

5°) Pouvait-on prévoir ce résultat dès le départ? Justifier.

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