Ressources · 4ᵉ · Physique
Tension et intensité : mesurer au voltmètre et à l’ampèremètre
La tension en volts, aux bornes d’un dipôle, et l’intensité en ampères du courant qui traverse un fil ; multiples et ordres de grandeur ; circuit ouvert ; brancher un voltmètre en dérivation et un ampèremètre en série ; calibre, lecture de l’écran et erreurs de branchement
À propos de cette page
Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Tension et intensité : mesurer au voltmètre et à l’ampèremètre
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Physique 4ᵉ
Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Exercice 1 – Tension et intensité ★★
(4 pts)Réponds en utilisant le vocabulaire du cours.
- a)Convertis : 0,042 A en mA ; 3 600 mV en V ; 1,5 kV en V.
- b)Range ces valeurs en tensions et en intensités : 7,4 V · 650 mA · 230 V · 16 A.
- c)Corrige la phrase : « La tension qui traverse le moteur vaut 3 V et son intensité à ses bornes 0,2 A. »
- d)Une batterie de 12 V, un interrupteur ouvert et un moteur forment une boucle. Donne l’intensité du courant, puis la tension aux bornes de la batterie, du moteur et de l’interrupteur.
Exercice 2 – Brancher les appareils ★★
(4 pts)Voici le schéma d’un circuit.
- a)Recopie le schéma et ajoute un voltmètre qui mesure la tension aux bornes de la lampe. Indique où se trouve sa borne COM.
- b)Ajoute un ampèremètre qui mesure l’intensité du courant dans la boucle. Que faut-il faire avant de le brancher ? Par quelle borne le courant entre-t-il ?
- c)Un camarade branche l’ampèremètre aux bornes du moteur. Que deviennent le moteur et la lampe ? Pourquoi ?
- d)On remplace la pile de 6 V par une pile de 4,5 V. Faut-il changer le calibre 20 V du voltmètre ? Justifie.
Exercice 3 – Lire l’écran ★★
(4 pts)Les deux écrans montrent la même intensité, mesurée sur deux calibres.
- a)Pour chaque écran, écris l’intensité mesurée, avec son unité.
- b)Quelle mesure est la plus précise ? Pourquoi ?
- c)Convertis la mesure la plus précise en ampères.
- d)Qu’afficherait l’écran sur le calibre 20 mA ? Que faudrait-il faire ?
Exercice 4 – Les erreurs de mesure ★★★
(4 pts)Élise mesure la tension aux bornes d’une pile plate sur le calibre 2 V : l’écran affiche « 1 » seul, à gauche.
- a)Que signifie cet écran ? Que doit faire Élise ?
- b)Sur le bon calibre, elle lit « -4.70 ». Interprète cette lecture et donne la tension.
- c)Pour l’intensité du courant dans une lampe branchée sur cette pile, elle lit « 1 » sur le calibre 200 mA, puis « .26 » sur le calibre 10 A. Donne l’intensité en mA. Pourquoi le calibre 200 mA ne convenait-il pas ?
- d)Pourquoi ne mesure-t-on jamais la tension d’une prise de la maison en classe ?
Exercice 5 – Vrai ou faux : justifier ★★★
(4 pts)Dis si chaque affirmation est vraie ou fausse, puis justifie.
- a)« Aux bornes d’un fil de connexion, la tension est nulle, même quand le circuit est fermé. »
- b)« Le calibre 200 mA permet de mesurer une intensité de 0,25 A. »
- c)« Dans une boucle unique, on peut insérer l’ampèremètre n’importe où : il mesure la même intensité. »
- d)« Sur le calibre 200 mA, l’écran « 15.0 » signifie 15 A. »
Bon courage !
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Voir le corrigé et le barème
Corrigé et barème – Tension et intensité : mesurer au voltmètre et à l’ampèremètre
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Physique 4ᵉ
Exercice 1 – Tension et intensité ★★
(4 pts)- a)0,042 × 1 000 = 42 mA ; 3 600 ÷ 1 000 = 3,6 V ; 1,5 × 1 000 = 1 500 V. (1)
- b)Tensions (en volts) : 7,4 V et 230 V. Intensités (en ampères) : 650 mA et 16 A. (1)
- c)« La tension aux bornes du moteur vaut 3 V et l’intensité du courant qui le traverse vaut 0,2 A. » La tension est aux bornes, l’intensité caractérise le courant qui traverse. (1)
- d)Circuit ouvert : I = 0 A. Aux bornes de la batterie : environ 12 V ; aux bornes du moteur : 0 V ; aux bornes de l’interrupteur ouvert : la tension de la batterie, 12 V. (1)
Repère — Volts entre deux points, ampères dans un fil ; circuit ouvert : I = 0, mais la pile garde sa tension.
Exercice 2 – Brancher les appareils ★★
(4 pts)- a)Voltmètre (cercle et V) en dérivation : ses deux fils reliés aux deux bornes de la lampe, sans ouvrir le circuit ; borne COM du côté de la borne − de la pile. (1)
- b)On ouvre le circuit (par exemple entre la pile et K) et on insère l’ampèremètre (cercle et A) en série ; le courant entre par la borne mA (ou 10 A) et ressort par COM. (1)
- c)Le moteur est court-circuité : il s’arrête. La lampe, seule sur le chemin du courant, brille plus fort. L’ampèremètre se comporte comme un fil qui relie les deux bornes du moteur. (1)
- d)Non : 4,5 V reste sous 20 V et dépasse 2 V ; le calibre 20 V reste le plus petit calibre au-dessus de la valeur attendue. (1)
Méthode — Voltmètre : deux fils sur les deux bornes, sans rien ouvrir. Ampèremètre : on ouvre et on l’insère.
Exercice 3 – Lire l’écran ★★
(4 pts)- a)Écran 1 : 86,4 mA (calibre en mA). Écran 2 : 0,09 A (calibre en A). (1)
- b)L’écran 1 : le calibre 200 mA est le plus petit calibre au-dessus de la valeur, l’écran donne plus de chiffres. (1)
- c)86,4 ÷ 1 000 = 0,0864 A. (1)
- d)« 1 » seul à gauche : 86,4 mA dépasse 20 mA. Il faudrait revenir au calibre 200 mA. (1)
Méthode — L’unité se lit sur le calibre ; le plus petit calibre au-dessus de la valeur donne le plus de chiffres.
Exercice 4 – Les erreurs de mesure ★★★
(4 pts)- a)« 1 » seul à gauche : dépassement, la tension dépasse 2 V. Elle doit passer au calibre supérieur, 20 V. (1)
- b)Le signe « − » indique des fils inversés (COM reliée à la borne + de la pile) ; la tension vaut 4,70 V. (1)
- c)0,26 A × 1 000 = 260 mA. 260 mA dépasse 200 mA, d’où le « 1 » (dépassement) : seul le calibre 10 A convient. Valeur inconnue : elle aurait dû commencer par le calibre 10 A, puis descendre ; sur un calibre trop petit, le fusible de l’appareil risque de griller. (1)
- d)La prise fournit 230 V : un courant qui traverserait le corps pourrait dépasser 30 mA environ et bloquer la respiration ou dérégler le cœur. Les mesures se font avec des piles. (1)
Attention — « 1 » = dépassement, calibre supérieur ; « − » = fils inversés, la valeur est juste.
Exercice 5 – Vrai ou faux : justifier ★★★
(4 pts)- a)Vrai : la tension aux bornes d’un fil est toujours nulle, circuit ouvert ou fermé. (1)
- b)Faux : 0,25 A = 250 mA dépasse 200 mA ; l’écran afficherait « 1 ». Il faut le calibre 10 A. (1)
- c)Vrai : dans une boucle unique, l’intensité est la même partout. (1)
- d)Faux : l’écran donne la valeur dans l’unité du calibre, 15,0 mA, soit 0,015 A. (1)
Le point clé — Tension : en dérivation, aux bornes. Intensité : en série, à travers. Unité : celle du calibre.
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Ce contrôle de physique 4ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Tension et intensité : mesurer au voltmètre et à l’ampèremètre » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Tension et intensité ★★/ 4 pts
- Exercice 2 — Brancher les appareils ★★/ 4 pts
- Exercice 3 — Lire l’écran ★★/ 4 pts
- Exercice 4 — Les erreurs de mesure ★★★/ 4 pts
- Exercice 5 — Vrai ou faux : justifier ★★★/ 4 pts
Notions évaluées
Tension électrique, volt, aux bornes d’un dipôle, notation U et U_AB, intensité du courant, ampère, notation I, kilovolt, millivolt, milliampère, ordres de grandeur, seuil de 30 mA, circuit ouvert, tension aux bornes d’un fil et d’un interrupteur, multimètre, voltmètre en dérivation, ampèremètre en série, bornes V, mA, 10 A et COM, calibre, dépassement, fils inversés, court-circuit par un ampèremètre.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
Voir tous les contrôles de physique 4ᵉ · tous les devoirs surveillés corrigés
Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Tension et intensité : mesurer au voltmètre et à l’ampèremètre » ?
- 55 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 55 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 physique de quatrième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Tension et intensité : mesurer au voltmètre et à l’ampèremètre » du programme officiel de physique en quatrième, soit : la tension électrique, en volts, entre deux points ou aux bornes d’un dipôle ; l’intensité du courant, en ampères, en un point du circuit ; kilovolt, millivolt, milliampère et conversions ; ordres de grandeur et danger pour le corps ; tension et intensité dans un circuit ouvert ; brancher un voltmètre en dérivation et un ampèremètre en série, bornes V, mA, 10 A et COM ; choisir le calibre, lire l’écran et son unité, dépassement et fils inversés ; erreurs de branchement.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
Prof de physique-chimie à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs