On dispose du circuit indiqué sur le schéma
suivant :
Pile : E = 4.5V ; r= 1W Résistance du barreau R = 1 W B = 50 mT MN = 25 cm. |
|
1. Représenter ce circuit vu de dessus, lorsque l’observateur se
situe au dessus du plan P.
2. Indiquer sur ce schéma les vecteurs, et,
en justifiant leur orientation. Indiquer également le sens de l’intensité
électrique dans le circuit.
3. Calculer la valeur de l’intensité électrique, I.
4. Déterminer la valeur de l’angle a,
en précisant entre quels vecteurs il est pris.
5. Déterminer l’intensité de la force de Laplace.
On dispose du circuit
suivant, seul le barreau MN peut bouger. :
Le circuit est dans un plan
incliné d’un angle γ = 25° par rapport à l’horizontale et β = 65 °
par rapport à la verticale. L’aimant est posé verticalement sur la table donc
le nord est au dessous du sud. B = 40 mT ; I = 3.0 A ; MN = 12 cm
1.
Représenter sur le circuit,
l’intensité traversant le barreau MN, et
le champ magnétique dans l’entrefer de l’aimant.
2.
Représenter sur le Schéma
l’angle α. Déterminer sa valeur en faisant éventuellement un raisonnement
sur un schéma à part.
3.
Représenter sur le Schéma la
force de Laplace. Préciser sa direction, son sens et son point d’application.
4.
Calculer sa valeur.
On dispose du circuit suivant :
Pile : E = 12 V ; r= 1.5 W Résistance du barreau R = 1 W B = 50 mT MN = 20 cm. Masse du barreau : m = 10g g = 10 N.Kg-1 |
|
1. Représenter ce circuit vu de dessus, lorsque l’observateur se
situe au dessus du plan du circuit. On représentera le champ magnétique, mais
pas l’aimant.
2. Indiquer sur ce schéma les vecteurs, et,
en justifiant leur orientation. Indiquer également le sens de l’intensité
électrique dans le circuit.
3. Calculer la valeur de l’intensité électrique, I.
4. Déterminer la valeur de l’angle a,
en précisant entre quels vecteurs il est pris.
5. Déterminer l’intensité de la force de Laplace.
6. Déterminer l’intensité du poids, P, du barreau.
7. Conclure quant au mouvement du barreau.
On réalise une expérience afin
d’étudier la force de Laplace. Une bobine de fil est placée dans un champ magnétique,
généré par un aimant de manière à ce que seule sa portion supérieure soit dans
ce champ magnétique. Elle est posée sur une balance de précision dont on a fait
la tare. La balance indique donc m=0 g en début d’expérience.
On admettra que la valeur
de l’intensité de la force exercée par la balance sur le système, ou réaction,
notée, est R = m.g. avec m étant la masse indiquée par la balance.
|
La
bobine comporte 50 tours de fils. Elle
est carrée et fait 5 cm d’arête. |
A l’aide d’un générateur
et d’un rhéostat, on fait varier l’intensité électrique qui circule dans la
bobine, cette dernière est mesurée à l’aide d’un ampèremètre.
1. Faire un schéma du circuit électrique employé dans
cette expérience.
2. On prend comme système mécanique l’ensemble, support +
bobine. Représenter et nommer les forces qui s’appliquent sur ce système.
Vérifier la direction et le sens de la force de Laplace (notée pour Force de
Laplace totale : celle exercée par la totalité des 50 fils).
3. Pourquoi a-t-on fait la tare en début
d’expérience ? Quelle relation peut-on établir, une fois la tare faite,
entre R et FT (FT : intensité de la force de Laplace
exercée sur la totalité des 50 portions de fil). En conclure une écriture de FT
en fonction de m.
On a effectué les mesures
suivantes :
I
(A) |
0.5 |
1.0 |
1.2 |
1.5 |
2.0 |
m
(g) |
2.5 |
5.0 |
6.0 |
7.5 |
10 |
FT
(N) |
|
|
|
|
|
F1
(N) |
|
|
|
|
|
4. La force de Laplace est une force de quel type ?
5. Compléter le tableau en déterminant les valeurs de FT
puis de F1 qui représente la force de Laplace exercée sur un seul
fil.
6. Tracer la courbe F1 = f(I). Déterminer
l’équation de cette courbe.
7. Quel type de relation relie F et I ?
8. Quelle est la valeur de l’angle a ? préciser entre quels vecteurs il est pris.
9. A l’aide de l’équation établie à la question 6,
déterminer la valeur de l’intensité du champ magnétique, B.
On réalise le montage
ci-dessous. OA et O’A’ sont des tiges de cuivre, les bacs A et A’ sont remplis
de mercure. L’intensité du courant électrique est la même dans les deux tiges
de cuivre, elle sera notée I.
Données : formule donnant B dans ces
conditions : B= μ0 I / (2 π d) où d est la distance séparant les deux
tiges. Il s’agit du champ magnétique généré par un fil parcouru par un courant
(voir cours sur le champ magnétique pour sa direction et son sens).
μ0 = 4 π 10-7 d= 2 cm OA = O’A’ = 30 cm I = 8 A. |
|
1-
Représenter le sens du courant
dans les deux tiges (schéma n°1).
2-
Champ magnétique et force de Laplace.
a-
Montrer que le vecteur , champ magnétique produit par le fil OA en N est perpendiculaire
à la figure et plonge dans le plan du schéma (voir cour sur le champ magnétique,
champ créé par un fil.). Représenter et calculer la valeur de .
b-
Indiquer la direction et le
sens de la force électromagnétique agissant en N. Calculer .
c-
Représenter le vecteur , champ magnétique produit par O’A’ en M. Calculer .
d-
Indiquer la direction et le
sens de la force électromagnétique agissant en M. Calculer .
3-
Quelle est l’action mutuelle
de 2 courants parallèles et de même sens ?