Exercice n°3

On dispose de deux plaques horizontales l’une au dessous de l’autre (la plaque positive en haut et la négative en bas). Elles sont distantes de 5.0 cm et la différence de potentiel entre les deux est de 105 V. On place une goutte d’huile d’une masse m = 0.1 mg et portant une charge électrique de q = -10-12 C. On prendra g = 10 N.Kg-1.

1.   Déterminer l’intensité du champ électrique E qui est entre les deux plaques.

2.   Calculer l’intensité de la force électrique, F, que subit la goutte d’huile.

3.   Faire un schéma de l’ensemble et représenter le champ électrique ainsi que les forces qui agissent sur la goutte d’huile.

4.   D’après le bilan des forces, quel est le mouvement de la goutte ?

Corrigé

1.   On a E = UAB/d = 105/5.0 10-2 = 2.0 106 V.m-1.

2.   On a F = |q|.E = 10-12x2.0 106 = 2.0 10-6 N.

3.   Schéma : Le champ électrique est dirigé vers la plaque négative.

4.   On a P = m.g = 0.1 10-6 x 10 = 10-6N

Le bilan vectoriel est :  donc la goutte d’huile n’est pas en équilibre. Puisque F > P la bille se met en mouvement dans la direction de la force électrique. Cette dernière est opposée au champ électrique puisque q<0. La goutte d’huile va donc vers le haut.