PC 1Bac SM-S.Exp-STE-STM - Semestre 2 Devoir 3 Modèle 1

I- Exercice 1 (8 pts)

On dispose d’un solénoïde $\left(S_1\right)$ de longueur $L=20cm$ et comportant $N=103 spires$.

1. Rappeler l’expression de la valeur du champ magnétique $||\overrightarrow{B_S}||$ à l'intérieur d'un solénoïde.

Une aiguille aimantée est disposée au centre $O$ de $\left(S_1\right)$. En l’absence de courant électrique, elle s’oriente perpendiculairement à l’axe $(x’x)$ (figure 1). et elle tourne d'un angle $\alpha =64°$ lorsqu’un cornant d’intensité $I_1$ circule dans $\left(S_1\right)$ (figure 2) :

2. Quels sont, en $O$, la direction et le sens du champ magnétique terrestre $\overrightarrow{B_H}$ ? Représenter le.

3. Représenter le vecteur champ magnétique $\overrightarrow{B_{S_1}}$ crée à l'intérieur de $\left(S_1\right)$ et montrer que $||\overrightarrow{B_{S_1}}||=2||\overrightarrow{B_H}||$.

4. Déduire la valeur de l'intensité du courant $I_1$ qui circule dans le solénoïde $\left(S_1\right)$ ainsi que son sens.

5. Déduire la valeur du champ magnétique résultant $||\overrightarrow{B_R}||$. Représenter le.

À l'intérieur de $\left(S_1\right)$, parcouru par le même courant Ii on place un deuxième solénoïde $\left(S_2\right)$, comportant $2.{10}^{3}spires.m^{-1}$ et dont l'axe $(y’y)$ est confondu avec le méridien magnétique.

Lorsque $\left(S_2\right)$ est parcouru par un courant d’intensité $I_2$, l'aiguille aimantée, toujours placée en $O$, dévie d'un angle $\beta =45°$ par rapport au méridien :

6. Représenter, sur la figure si dessus, tous les vecteurs champs magnétiques

7. Montrer que $||\overrightarrow{B_{S_2}}||=2||\overrightarrow{B_H}||$.

8. Déduire alors la valeur de l'intensité du courant $I_2$ parcourant le solénoïde $\left(S_2\right)$.

Données

${\mu }_0=4\mathrm{\pi }.{10}^{-7} \mathrm{S}.\mathrm{I} ; ||\overrightarrow{{\mathrm{B}}_{\mathrm{H}}}||=2.{10}^{-5}\mathrm{T}$

II- Exercice 2 (3 pts)

Une tige conductrice $AB$ homogène de masse $m=20g$ et de longueur $AB=10cm$, peut glisser sans frottement sur deux rails parallèles tout en leur restant perpendiculaire.

L’ensemble est plongé dans un champ magnétique uniforme et vertical $\overrightarrow{B}$, orienté vers le haut et d’intensité $B=0,5T$.

Un générateur, lié aux rails, permet de faire passer dans la tige un courant d’intensité $I=10A$.

On attache au milieu $O$ de la tige un fil de masse négligeable qui passe sur la gorge d’une poulie et qui supporte eu sa deuxième extrémité un solide $\left(S\right)$ de masse $m’$.

Le système, abandonné à lui-même est alors en équilibre. Le plan des rails est horizontal :

1. Déterminer les caractéristiques de la force magnétique $\overrightarrow{F}$ exercée sur la tige $AB$. Comment appelle-t-on cette force ?

2. En déduire le sens du courant dans la tige.

3. Calculer alors la masse $m’$ du solide $\left(S\right)$.

III- Exercice 3 (3 pts)

1. Donner la définition des alcanes et donner leur formule brute générale.

2. Définir les isomères.

On considère un alcène $A$ de masse molaire $M\left(A\right)=56g/mol$.

3. Déterminer la formule brute de cet alcène.

IV- Exercice 4 (6 pts)

1. Compléter le tableau suivant :