Combien de temps dure ce contrôle sur « Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ » ?

120 minutes pour 5 exercices notés sur 20.

Le corrigé est-il fourni ?

Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.

Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?

Oui : c'est un devoir surveillé complet de 120 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.

Ce sujet suit-il le programme de spécialité physique-chimie de première ?

Oui, il évalue les notions du chapitre « Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ » du programme officiel de spécialité physique-chimie en première.

Spécialité Physique-Chimie 1ʳᵉ

Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité Physique-Chimie

Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ

Loi de Coulomb, loi de la gravitation, champ électrostatique, champ de gravitation, lignes de champ (thème Mouvement et interactions)

À propos de cette page

Ce devoir surveillé sur « Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ » en première permet de faire le point sur ses connaissances en spécialité physique-chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de première et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : L'essentiel, Charge électrique et interaction électrostatique, Loi de Coulomb et loi de la gravitation universelle, Notion de champ et champ électrostatique. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de première en spécialité physique-chimie.

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Devoir surveillé · Niveau difficile · Durée 120 min · Noté sur 20

120:00

Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.

Devoir surveillé · Spécialité Physique-Chimie

Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ

Classe de 1ʳᵉ
Durée : 120 min
Barème : / 20 points

Nom : ……………………………………………

Prénom : ……………………………………………

Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Télécharge le sujet en PDF, travaille sur une feuille sans aide, puis vérifie avec le corrigé téléchargeable ci-dessous.

Exercice 1 — Loi de Coulomb

/ 4 pts

Deux petites sphères A et B, assimilées à des charges ponctuelles $q_{A} = + 15$ nC et $q_{B} = - 21$ nC, ont leurs centres distants de $11$ cm. Données : $k = 9, 0 \times 10^{9}$ N·m²·C⁻² ; $e = 1, 60 \times 10^{- 19}$ C. L'interaction entre A et B est-elle attractive ou répulsive ? Justifier.
Calculer la valeur de la force exercée par A sur B.
À quelle distance faudrait-il placer les centres pour que cette valeur soit divisée par 16 ? Justifier.
Combien d'électrons excédentaires la sphère B porte-t-elle ?

Exercice 2 — Champ créé par une charge ponctuelle

/ 4 pts

Une charge ponctuelle $Q = + 5, 4$ nC est fixée en O. On considère le point M tel que $O M = 40$ cm. Données : $k = 9, 0 \times 10^{9}$ N·m²·C⁻² ; $e = 1, 60 \times 10^{- 19}$ C. Calculer la valeur du champ électrostatique $E (M)$ .
Écrire l'expression vectorielle de $\vec{E} (M)$ avec le vecteur unitaire ${\vec{u}}_{O M}$ , préciser son sens et donner la longueur de la flèche qui le représente à l'échelle 1 cm pour 100 V·m⁻¹.
Un proton est placé en M. Caractériser la force électrostatique qu'il subit.
À quelle distance de O la valeur du champ vaut-elle $135$ V·m⁻¹ ?

Exercice 3 — Condensateur plan

/ 4 pts

Deux armatures planes parallèles, distantes de $d = 1, 6$ cm, sont soumises à la tension $U = 320$ V. Données : $e = 1, 60 \times 10^{- 19}$ C ; $m_{e} = 9, 11 \times 10^{- 31}$ kg ; $g = 9, 81$ N·kg⁻¹. Calculer la valeur du champ électrostatique entre les armatures.
Préciser la direction et le sens du champ, et décrire les lignes de champ entre les armatures, loin des bords.
Caractériser la force électrostatique subie par un électron placé entre les armatures, puis la comparer à son poids.
Un élève affirme : « L'électron subit une force plus grande près de l'armature positive, puisqu'il en est plus proche. » Expliquer l'erreur.

Exercice 4 — Pesanteur sur Mars

/ 4 pts

Mars est assimilée à un corps à répartition sphérique de masse ; on néglige sa rotation. Données : $G = 6, 67 \times 10^{- 11}$ N·m²·kg⁻² ; $M_{M a r s} = 6, 42 \times 10^{23}$ kg ; $R_{M a r s} = 3, 39 \times 10^{6}$ m. Calculer l'intensité du champ de pesanteur à la surface de Mars.
Calculer le poids sur Mars d'un robot de masse 1 025 kg.
Caractériser la force exercée par le robot sur la planète Mars.
Montrer qu'à l'altitude $h = R_{M a r s}$ , l'intensité du champ de gravitation martien est divisée par 4, et calculer sa valeur.

Exercice 5 — Lévitation électrostatique

/ 4 pts

Une petite boule A chargée est fixée sur un support isolant. Une seconde boule B, de masse $m = 0, 20$ g et de même charge $q$ , reste en équilibre à la verticale au-dessus de A, leurs centres étant distants de $r = 3, 0$ cm. Données : $k = 9, 0 \times 10^{9}$ N·m²·C⁻² ; $g = 9, 81$ N·kg⁻¹. Faire le bilan des forces qui s'exercent sur B et justifier que l'équilibre est possible.
Montrer que $q = r \sqrt{\frac{m g}{k}}$ .
Calculer $q$ .
On divise par deux la charge de B, celle de A restant égale à $q$ . Calculer la nouvelle distance d'équilibre.

Ce contrôle de spécialité physique-chimie 1ʳᵉ en bref

Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ » : 5 exercices, 120 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.

Exercice 1 — Loi de Coulomb/ 4 pts
Exercice 2 — Champ créé par une charge ponctuelle/ 4 pts
Exercice 3 — Condensateur plan/ 4 pts
Exercice 4 — Pesanteur sur Mars/ 4 pts
Exercice 5 — Lévitation électrostatique/ 4 pts

Notions évaluées

L'essentiel, Charge électrique et interaction électrostatique, Loi de Coulomb et loi de la gravitation universelle, Notion de champ et champ électrostatique, Champ de gravitation et champ de pesanteur, Méthodes.

Pour préparer ce contrôle

Relire le cours.
Refaire les exercices corrigés.
Se tester avec le QCM (24 questions).
Faire ce sujet en conditions réelles — 120 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.

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Questions fréquentes sur ce sujet

Combien de temps dure ce contrôle sur « Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ » ?: 120 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
Le corrigé est-il fourni ?: Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?: Oui : c'est un devoir surveillé complet de 120 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
Ce sujet suit-il le programme de spécialité physique-chimie de première ?: Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Interactions fondamentales et introduction à la notion de champ » du programme officiel de spécialité physique-chimie en première, soit L'essentiel, Charge électrique et interaction électrostatique, Loi de Coulomb et loi de la gravitation universelle, Notion de champ et champ électrostatique.

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