Exercice n°3

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.

Corrigé

1. On obtient le schéma suivant :

2. Les vecteurs sont représentés sur le schéma. On a obtenu le sens de à l’aide de la règle des trois doigts.

3. Le circuit est en série, on peut appliquer la loi de Pouillet : = 4.8 A.

4. L’angle a se situe entre les vecteurs il est donc égal à 90°.

5. On a F = I.l.B.sin a = 4.8x0.2x0.05x sin 90 = 4.8 10^-2 N.

6. On a P = m.g = 10.10^-3x10 = 10^-1N.

7. On remarque que P>F et comme le poids est vertical et dirigé vers le bas, il est de même direction mais de sens opposé à la force de Laplace : Le barreau ne s’élève pas, il reste en place.