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Physique 3ᵉ

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Énergie électrique : E = P × t et kilowattheure

Énergie reçue par un appareil électrique : E = P × t en joules, en wattheures et en kilowattheures, conversions ; compteur, index et coût de l’électricité ; effet Joule, énergie dissipée et rendement ; réduire sa consommation en agissant sur la puissance ou sur la durée

À propos de cette page
Trois QCM de 12 questions : facile pour les unités, la relation E = P × t, le kilowattheure et l’effet Joule, moyen pour calculer une énergie, une durée, un coût ou un rendement, difficile pour les phrases fausses, les comparaisons d’appareils, la puissance reçue d’un moteur et le coût d’une veille.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions

  1. L’unité de la puissance est…

    • A. le joule
    • B. le watt
    • C. le volt
    • D. le kilowattheure
    Réponse

    B. le watt — Le watt (W). Le joule et le kilowattheure sont des unités d’énergie, le volt celle de la tension.

  2. L’énergie reçue par un appareil de puissance P pendant une durée t vaut…

    • A. E = P ÷ t
    • B. E = t ÷ P
    • C. E = P + t
    • D. E = P × t
    Réponse

    D. E = P × t — Puissance multipliée par durée : E = P × t.

  3. Avec P en watts et t en secondes, l’énergie E s’exprime en…

    • A. kilowattheures
    • B. watts
    • C. joules
    • D. volts
    Réponse

    C. joules — Des watts multipliés par des secondes donnent des joules.

  4. Le kilowattheure est une unité…

    • A. d’énergie
    • B. de puissance
    • C. de tension
    • D. de durée
    Réponse

    A. d’énergie — C’est l’énergie reçue par un appareil de 1 kW pendant 1 h.

  5. 1 kWh vaut…

    • A. 3 600 J
    • B. 1 000 000 J
    • C. 3 600 000 J
    • D. 60 000 J
    Réponse

    C. 3 600 000 J — 1 kWh = 1 000 W × 3 600 s = 3 600 000 J.

  6. Par effet Joule, l’énergie électrique est convertie en énergie…

    • A. thermique
    • B. lumineuse
    • C. chimique
    • D. cinétique
    Réponse

    A. thermique — Un conducteur traversé par un courant s’échauffe : l’énergie devient thermique.

  7. Sur une facture, l’énergie consommée est comptée en…

    • A. kilowatts par heure
    • B. kilowattheures
    • C. volts
    • D. ampères
    Réponse

    B. kilowattheures — On paie une énergie, en kWh (kilowatts × heures), pas des kilowatts par heure.

  8. Le rendement d’un moteur électrique est toujours…

    • A. supérieur à 100 %
    • B. égal à 100 %
    • C. négatif
    • D. inférieur à 100 %
    Réponse

    D. inférieur à 100 % — Le moteur chauffe : une partie de l’énergie reçue est dissipée, l’énergie utile est donc plus petite que l’énergie reçue.

  9. Un appareil de 5 W fonctionne 1 min. Il reçoit…

    • A. 300 J
    • B. 5 J
    • C. 12 J
    • D. 300 kJ
    Réponse

    A. 300 J — 1 min = 60 s ; 5 × 60 = 300 J.

  10. La consommation d’un logement sur un mois se calcule avec deux…

    • A. factures payées
    • B. puissances lues
    • C. index du compteur
    • D. tensions mesurées
    Réponse

    C. index du compteur — Consommation = index de fin − index de début.

  11. Pour consommer moins avec le même appareil, on peut…

    • A. le brancher sur une autre prise
    • B. le faire fonctionner plus longtemps
    • C. augmenter sa puissance
    • D. réduire sa durée d’utilisation
    Réponse

    D. réduire sa durée d’utilisation — E = P × t : avec la même puissance, moins de durée donne moins d’énergie.

  12. Un appareil débranché de la prise reçoit une puissance électrique…

    • A. nominale
    • B. nulle
    • C. maximale
    • D. de quelques watts
    Réponse

    B. nulle — Aucun courant ne le traverse : il ne reçoit aucune énergie, pas même celle d’une veille.

Niveau moyen ★★ — 12 questions

  1. Un appareil de 200 W fonctionne 5 min. Il reçoit…

    • A. 1 000 J
    • B. 40 000 J
    • C. 60 000 J
    • D. 6 000 J
    Réponse

    C. 60 000 J — 5 min = 300 s ; 200 × 300 = 60 000 J.

  2. Un radiateur soufflant de 2,5 kW allumé 2 h consomme…

    • A. 5 kWh
    • B. 1,25 kWh
    • C. 4,5 kWh
    • D. 5 000 kWh
    Réponse

    A. 5 kWh — 2,5 kW × 2 h = 5 kWh.

  3. 7,2 MJ correspondent à…

    • A. 7,2 kWh
    • B. 0,2 kWh
    • C. 20 kWh
    • D. 2 kWh
    Réponse

    D. 2 kWh — 1 kWh = 3,6 MJ ; 7,2 ÷ 3,6 = 2 kWh.

  4. Une lampe de 8 W allumée 1 000 h consomme…

    • A. 8 000 kWh
    • B. 8 kWh
    • C. 800 kWh
    • D. 0,8 kWh
    Réponse

    B. 8 kWh — 8 × 1 000 = 8 000 Wh = 8 kWh.

  5. Un appareil a consommé 1,2 kWh en 3 h. Sa puissance est de…

    • A. 3,6 kW
    • B. 400 W
    • C. 0,4 W
    • D. 2,5 kW
    Réponse

    B. 400 W — P = E ÷ t = 1,2 ÷ 3 = 0,4 kW = 400 W.

  6. Une énergie de 900 000 J vaut…

    • A. 2,5 kWh
    • B. 9 000 kWh
    • C. 0,9 kWh
    • D. 0,25 kWh
    Réponse

    D. 0,25 kWh — 900 000 ÷ 3 600 000 = 0,25 kWh.

  7. Le moteur d’un jouet reçoit 10 W et fournit 8 W de puissance mécanique. La puissance dissipée est de…

    • A. 2 W
    • B. 18 W
    • C. 0,8 W
    • D. 80 W
    Réponse

    A. 2 W — Reçue − utile = 10 − 8 = 2 W, perdus en chaleur.

  8. 320 kWh à 0,20 € le kWh coûtent…

    • A. 16 €
    • B. 1 600 €
    • C. 64 €
    • D. 6,40 €
    Réponse

    C. 64 € — 320 × 0,20 = 64 €.

  9. Un appareil de 1 500 W a consommé 0,5 kWh. Il a fonctionné…

    • A. 3 h
    • B. 33 min
    • C. 45 min
    • D. 20 min
    Réponse

    D. 20 min — t = E ÷ P = 0,5 ÷ 1,5 = 1/3 h = 20 min.

  10. A : 125 W pendant 8 h. B : 3 000 W pendant 20 min. Lequel consomme le plus ?

    • A. les deux autant
    • B. A
    • C. B
    • D. on ne peut pas savoir
    Réponse

    A. les deux autant — A : 0,125 × 8 = 1 kWh ; B : 3 × 1/3 = 1 kWh.

  11. Une console de 160 W reste allumée 3 h. Un élève écrit « 480 W ». Il fallait écrire…

    • A. 480 W, c’est juste
    • B. 480 J, une énergie
    • C. 480 Wh, une énergie
    • D. 53 W en moyenne
    Réponse

    C. 480 Wh, une énergie — W × h = Wh : 160 × 3 = 480 Wh, une énergie, pas une puissance.

  12. Un moteur reçoit 1 500 J et fournit 1 200 J. Son rendement est de…

    • A. 125 %
    • B. 80 %
    • C. 20 %
    • D. 300 %
    Réponse

    B. 80 % — 1 200 ÷ 1 500 = 0,8 = 80 %.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions

  1. « Mon radiateur consomme 2 000 W par heure. » Cette phrase est…

    • A. fausse : le watt est une puissance
    • B. vraie : c’est l’énergie consommée
    • C. vraie : on a divisé par la durée
    • D. fausse : il faut dire par minute
    Réponse

    A. fausse : le watt est une puissance — Le watt mesure une puissance. En 1 h, ce radiateur consomme 2 kWh.

  2. 1 Wh correspond à…

    • A. 60 J
    • B. 1 J
    • C. 3 600 J
    • D. 1 000 J
    Réponse

    C. 3 600 J — 1 W pendant 3 600 s : 3 600 J.

  3. Un four de 2 kW pendant 15 min ou une console de 150 W pendant 4 h : lequel consomme le plus ?

    • A. le four : 0,5 kWh contre 0,6 kWh
    • B. la console : 0,6 kWh contre 0,5 kWh
    • C. le four : 2 kWh contre 0,6 kWh
    • D. autant : 0,5 kWh chacun
    Réponse

    B. la console : 0,6 kWh contre 0,5 kWh — Four : 2 × 0,25 = 0,5 kWh ; console : 0,15 × 4 = 0,6 kWh.

  4. Un moteur de rendement 80 % fournit 400 W. Il reçoit…

    • A. 320 W
    • B. 480 W
    • C. 80 W
    • D. 500 W
    Réponse

    D. 500 W — P reçue = 400 ÷ 0,8 = 500 W.

  5. Le compteur passe de 45 218 à 45 590 kWh en un mois, à 0,20 € le kWh. Coût de l’énergie consommée…

    • A. 372 €
    • B. 93 €
    • C. 744 €
    • D. 74,40 €
    Réponse

    D. 74,40 € — 45 590 − 45 218 = 372 kWh ; 372 × 0,20 = 74,40 €.

  6. Un rendement de 100 % voudrait dire…

    • A. une consommation nulle
    • B. aucune énergie dissipée
    • C. une puissance infinie
    • D. une énergie utile doublée
    Réponse

    B. aucune énergie dissipée — Toute l’énergie reçue serait utile : impossible pour un moteur, une lampe ou un chargeur, qui chauffent toujours un peu. Seul un radiateur l’atteint, car pour lui la chaleur est utile.

  7. On divise par 2 la durée d’utilisation et on double la puissance. L’énergie consommée…

    • A. double
    • B. est divisée par 2
    • C. ne change pas
    • D. est multipliée par 4
    Réponse

    C. ne change pas — E = P × t : 2 × P pendant t ÷ 2 donne P × t.

  8. Quelle affirmation est vraie ?

    • A. 1 kWh est plus grand que 1 MJ
    • B. 100 W consomment toujours plus que 50 W
    • C. la puissance est une énergie stockée
    • D. 1 kJ est plus grand que 1 Wh
    Réponse

    A. 1 kWh est plus grand que 1 MJ — 1 kWh = 3,6 MJ ; 1 Wh = 3 600 J = 3,6 kJ. L’énergie dépend aussi de la durée.

  9. Un moteur de rendement 60 % dissipe 50 W par effet Joule. Il reçoit…

    • A. 75 W
    • B. 125 W
    • C. 83,3 W
    • D. 30 W
    Réponse

    B. 125 W — Il dissipe 100 % − 60 % = 40 % de ce qu’il reçoit : 50 ÷ 0,4 = 125 W reçus, dont 125 − 50 = 75 W utiles (75 ÷ 125 = 0,6).

  10. Un réfrigérateur consomme 175,2 kWh par an. Sa puissance moyenne est de…

    • A. 175 W
    • B. 480 W
    • C. 2 W
    • D. 20 W
    Réponse

    D. 20 W — 175 200 Wh ÷ 8 760 h = 20 W.

  11. Une veille de 6 W laissée toute l’année coûte, à 0,20 € le kWh…

    • A. 10,51 €
    • B. 105,12 €
    • C. 1,05 €
    • D. 52,56 €
    Réponse

    A. 10,51 € — 6 × 8 760 = 52 560 Wh = 52,56 kWh ; 52,56 × 0,20 ≈ 10,51 €.

  12. Un robot de cuisine de 1 100 W fonctionne 2 min 30 s. Il reçoit…

    • A. 2 750 J
    • B. 165 J
    • C. 165 000 J
    • D. 990 000 J
    Réponse

    C. 165 000 J — 2 min 30 s = 150 s ; 1 100 × 150 = 165 000 J.

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