Le circuit électrique

Exercice 1

Mots croisés

 

Horizontal
3. Matériau qui laisse circuler le courant électrique

7. Composant qui fournit le courant électrique

8. Se dit d'un circuit où le courant passe

11. Ensemble de conducteurs et de composants électriques liés entre eux et comportant un générateur

13. Représentation des composants électriques

14. Point de rencontre d'au moins de trois fils conducteurs

16. Composant possédant deux bornes   

17. Se dit d'un circuit où le courant ne passe pas

18. Circuit électrique dont les branches sont connectées par des nœuds communs.

19. Déplacement d'électrons à l'intérieur d'un conducteur
20. Branche qui contient le générateur

Vertical

1. Autre mode d'électrisation
 
4. Phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie  

5. L'électrisation peut être transmise d'un corps à un autre mais sans contact

6. Phénomène par lequel deux corps s'attirent mutuellement.
 
7. Électricité portée par l'ébonite
   
8. Phénomène par lequel deux corps se repoussent mutuellement.

11. Charges négatives portées par des particules très petites et identiques

12. Corps dans lequel les électrons sont libres de se déplacer

Exercice 2

Choisir la bonne réponse

1. L'électrisation par frottement est expliquée comme :

a. un transfert de protons d'un objet
à l'autre.

b. un transfert d'électrons d'un objet à l'autre.

c. une transformation des électrons sous l'effet de la chaleur du frottement.

2. Lorsqu'on électrise par contact un objet conducteur, la charge électrique se répartit :

a. dans l'ensemble du volume de l'objet.     

b. obligatoirement de manière uniforme à la surface de l'objet.

c. à la surface de l'objet, de manière plus concentrée sur les pointes de l'objet.

3. Deux charges positives qui sont proches :

a. s'attirent.                                     

b. sont soumises à deux forces dont les vecteurs ont le même sens.

c. sont soumises à deux forces dont les vecteurs sont de sens opposés.

4. Souvent, lorsque j'allume la télé, ça me hérisse et j'ai comme des picotements.

Est-ce un phénomène d'électrisation?

a. non ce n'est pas un phénomène d'électrisation            

b. pas toujours un phénomène d'électrisation

c. oui c'est un phénomène d'électrisation              

d. un phénomène d'électrisation si il y a frottement

5. Peut-on électriser n'importe quel corps par frottement?

a. oui                                      

b. non

c. que les isolants

d. que l'ébonite

6. On a l'habitude de classer les matériaux utilisés en électricité (ou en électronique) en trois grandes catégories ; quelles sont-elles ?

a. Les isolants                                

b. Les chauffants                                          

c. Les conducteurs

d. Les semi-conducteurs                  

e. Les liquides

Exercice 3

Compléter les phrases suivantes :

1. Un corps est dit neutre s'il contient $\ldots\ldots\ldots$ de charges $\ldots\ldots\ldots$ que de charges $\ldots\ldots\ldots$

2. On approche un bâton d'ébonite frotté à un bâton de verre frotté,
On observe une $\ldots\ldots\ldots$ c'est à dire les deux bâtons sont $\ldots\ldots\ldots$

3. Un bâton en $p.v.c$ frotté porte une charge $\ldots\ldots\ldots$ c'est- à-dire il a un $\ldots\ldots\ldots$ d'électrons.

4. Un corps chargé négativement présente un excès $\ldots\ldots$,

Entre ce corps et un autre corps de charge opposé il y a $\ldots\ldots\ldots$

5. Entre deux corps électrisés se manifestent des actions mutuelles appelées $\ldots\ldots\ldots$ ; $\ldots\ldots\ldots$ et $\ldots\ldots\ldots$

6. Au bout d'une pointe les charges d'un corps électrisé $\ldots\ldots\ldots$ très fortement.

7. L'électrisation par frottement est un transfert $\ldots\ldots\ldots$ Dans un $\ldots\ldots\ldots$ les charges électriques se déplacent.

8. Dans un $\ldots\ldots\ldots$ les charges sont localisées là où elles apparaissent.

Les matériaux qui conduisent l'électricité appelés $\ldots\ldots\ldots$ Ceux qui ne conduisent pas l'électricité sont  des  $\ldots\ldots\ldots$

Exercice 4

Répondre par vrai ou faux.

Corriger si la réponse est fausse.

1. Deux corps de même signe de charge se repoussent.

2. Deux corps de signe contraire de charge se repoussent.

3. Dans la matière, la particule de charge négative est appelée électron.

4. Un corps se charge négativement en gagnant des particules négatives.

5. Un corps se charge positivement en perdant des particules négatives.

6. Un corps se charge positivement en gagnant des particules positives.

7. Les électrons peuvent se déplacer d'un corps à un autre.

8. Les particules de charge positive peuvent se déplacer d'un corps à un autre.

9. Un corps gagne $8$ électrons, sa charge est alors $Q=12.8\cdot 10^{-19}C$

10. La neutralité électrique de la matière dans son état normal veut dire qu'elle ne renferme aucune charge électrique.

11. L'électrisation positive d'un corps résulte du fait qu'il a gagné des charges positives prises au corps avec lequel il a interagi pour s'électriser.

12. Un corps électrisé ne peut attirer, par interaction électrique, que d'autres corps électrisés et portant des charges de nature différente de celle qu'il porte lui-même.

13.  Un corps électrisé ne peut repousser, par interaction électrique, que les corps électrisés et portant des charges électriques de même nature que sa propre charge.

14. Pour électriser un corps il est nécessaire de le frotter par un autre corps.

Exercice 5     Interactions entre charges électriques

$A$ ; $A'$ ; $B$ ; $B'$ ; $C$ ; $C'$ ; $D$ ; $D'$ sont des porteurs de charges électriques : $A$ repousse $B$ ; $B$ attire $C$ ; $C$ attire $D$
 
Trouver le signe de chacune des charges portées par $A$, par $B$ et par $C$ si $D$ porte une charge positive.

$A'$ repousse $D'$ ; $B'$ attire $D'$ ; $D'$ attire $C'$
 
Trouver le signe de chacune des charges portées par $A'$, par $B'$ et par $D'$ si $C'$ porte une charge négative.

Exercice 6

1. Sidy frotte une tige de verre avec un chiffon. On lui indique que la charge portée alors par la tige est de $8\cdot 10^{-6}C$

Trouver le nombre d'électrons arrachés à la tige.

2. Un morceau d'ébonite, frotté par une peau de chat porte une charge $q=-10^{-7}C$
 
2.1. L'ébonite porte-t-il alors un excès ou un défaut d'électrons ? Trouver le nombre d'électrons correspondants.

2.2.  La peau de chat porte-t-elle alors une charge électrique ? Trouver la nature et la valeur de cette charge.

Exercice 7

Quantité de charges

Un morceau d'ébonite, frotté par une peau de chat porte une charge $q=-10^{-7}C$

1. L'ébonite porte-t-il alors un excès ou un défaut d'électrons ?

Trouver le nombre d'électrons  correspondants sachant que la charge de l'électron est $1.6\cdot 10^{-19}C$

2. Trouver le signe et la valeur de la charge portée par la peau de chat.

Exercice 8

Par contact avec un bâton $P.V.C$ frotté avec une peau de chat, un pendule électrostatique acquiert une charge égale en valeur absolue $10^{-8}C$

1. Quel est le signe de la charge du pendule ?

2. Au cours du contact, y a-t-il transfert d'électrons du (pendule vers $P.V.C$) ou du ($P.V.C$ vers pendule) ?
3. Trouver le nombre d'électrons transférés

Exercice 9

On frotte un bâton d'ébonite avec un drap sec.

1. Expliquer l'apparition des charges négatives sur le bâton.

2. La charge du bâton est $-64\cdot 10^{-19}$, combien de charges électriques élémentaires négatives porte-t-elle ?

On donne la valeur absolue de la charge élémentaire $e=1.6 10^{-19}C$

3.1. Montrer que le drap utilisé s'est électrisé ?

3.2. Quelle est la nature de sa charge ?

3.3. Comment peut-on le prouver expérimentalement ?

3.4. Donner la valeur de sa charges

1. Un bâton de verre frotté avec du nylon perd 100 électrons.

Calculer La valeur de sa charge q en coulomb ; on donne $e=1.6\cdot 10^{-19}C$

2. Une bille initialement neutre est mise en contact avec le bâton de verre, s'électrise.

2.1. Indiquer le signe de sa charge.

2.2.  Indiquer les modes d'électrisation de la bille et du bâton.

2.3. Après le contact, le nombre d'électrons perdu par la bille est $n=35$ électrons.

Calculer en coulomb la valeur de la charge de la bille $q'$

2.4. Déduire en le justifiant la valeur en coulomb de la nouvelle charge $q"$ du bâton après le contact
3. Comment décharger les deux corps, bâton de verre et bille.

Exercice 11

Par contact avec en bâton d'ébonite frotté avec une peau de chat, un pendule électrique acquiert
Une charge égale en valeur absolue $8\cdot 10^{-19}C$

1. Quel est le mode d'électrisation ?

2. Quel est le signe de la charge du pendule ?

3. Au cours du contact, y-a-t-il transfert d'électrons de l'ébonite vers le pendule ou inversement ?

4. Combien d'électrons ont été transférée.

Exercice 12

1. Un corps $A$ est chargé positivement.

On l'approche d'un autre corps $B$ chargé, il y a attraction.
 
Quel est le signe de la charge du corps $B$ ? Justifier la réponse.

2. Le corps $A$ est maintenant mis en contact avec un corps $C$ électriquement neutre.

2.1. Le corps $C$ devient-il chargé ? Si oui que serait le signe de sa charge ?

2.2. Qu'appelle-t-on ce mode d'électrisation ?

2.3. Y'a-t-il échange d'électrons ? Si oui, dans quel sens (de $A$ vers $C$ ou de $C$ vers $A$) ?

Exercice 13

Un bâton d'ébonite frotté par la fourrure acquiert une charge $q=-4.8\cdot 10^{-19}C$

1. Faire un schéma de l'expérience et représenter le transfert d'électrons qui a lieu.

2. Préciser, tout en le justifiant, si le bâton d'ébonite a gagné ou a perdu des électrons.

3. Calculer le nombre $n$ d'électrons gagnés ou perdus par le bâton d'ébonite.

3. En déduire le nombre $n'$ d'électrons gagnés ou perdus par la fourrure.

Justifier

Exercice 14

Pour connaitre si un morceau polyéthylène $\text{(plastique }PE)$ est électrisé ou non on l'approche à un électroscope.

A ce moment, les aiguilles de l'appareil s'éloignent (se repoussent).

1.1. Dire, en le justifiant, si l'objet $(PE)$ est électrisé ou non.
1.2. Expliquer la réaction de l'électroscope au niveau des électrons.

1.3. Donner le mode d'électrisation qui modifie les propriétés électriques de l'électroscope dans ce cas
2. Avant de l'approcher à l'électroscope l'objet $PE$ était attaché à l'un des pôles d'une machine électrostatique
 
2.1. Donner le mode d'électrisation de l'objet $(PE)$

Expliquer.

2.2. Le corps $PE^$ porte une charge électrique $q=-48\cdot 10^{-18}C$

Calculer le nombre de charges élémentaires portées par $(PE)$

2.3.  Ce corps a-t-il gagné ou perdu des électrons pour être chargé ainsi