Sujet du bac 2022 de physique-chimie — Mayotte, jour 2 (général)

22-PYCJ2LR1 BACCALAURÉAT GÉNÉRAL ÉPREUVE D’ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ SESSION 2022 PHYSIQUE-CHIMIE Jour 2 Durée de l’épreuve : 3 heures 30 L’usage de la calculatrice avec mode examen actif est autorisé. L’usage de la calculatrice sans mémoire, « type collège » est autorisé. Dès que ce sujet vous est remis, assurez-vous qu’il est complet. Ce sujet comporte 16 pages numérotées de à . Les annexes 1 et 2 pages 15 et 16 sont à rendre avec la copie. Le candidat traite 3 exercices : l’exercice 1 puis il choisit 2 exercices parmi les 3 proposés. 22-PYCJ2LR1 EXERCICE 1 commun à tous les candidats (10 points) QUELQUES UTILISATIONS DU CONDENSATEUR Cet exercice s’attache à présenter deux applications des condensateurs. Partie 1. La balance capacitive Dans la vie quotidienne, certaines balances électroniques utilisent un capteur à capacité variable afin de mesurer la ma sse des objets. Pour comprendre le fonctionnement d’un tel dispositif, on envisage dans cette partie une modélisation très simplifiée dans laquelle la balance est modélisée par un condensateur comportant une armature mobile reliée au plateau de pesée et un e armature fixe reliée au support de la balance. Modélisation simplifiée d’une balance de laboratoire Le modèle étudié est schématisé ci-dessous. Lorsque la balance est à vide (sans masse sur le plateau), la distance entre les deux armatures est notée e0. Lorsqu’un objet de masse M est posé sur le plateau de pesée, les armatures du condensateur se rapprochent, modifiant alors la valeur de sa capacité C. Les deux armatures ne peuvent pas entrer en contact grâce à la présence de petites butées de taille négligeable devant e0. La mesure de la capacité C par un dispositif électronique permet alors de déterminer la masse M de l’objet. 22-PYCJ2LR1 Capacité d’un condensateur plan On admet que la capacité du condensateur plan décrit ci-dessus s’écrit : = 0 r SC e . Avec : − C : capacité du condensateur en Farad (F) ; …