Physique générale
Exercices 1ère année
Premier Semestre 2011-2012
Série 13
Exercice 16-41
La charge de l'électron a été déterminée pour la première fois par Millikan en 1909, en mesu- rant le champ électrique nécessaire pour com- penser la force de pesanteur agissant sur une mi- nuscule goutte d'huile. Supposons que la charge résultante de la goutte soit due à un électron en excès et que la masse de cette goutte soit de 10−18 kg. Trouver le module et la direction du champ électrique vertical requis pour maintenir la goutte immobile.
Exercice 16-43
Une plaque métallique circulaire de0,2m de rayon porte un excès de1010électrons distribués uniformément sur ses surfaces. Quels sont la di- rection et le module du champ juste à l'extérieur
de la plaque, près de son centre ?
Exercice 16-xx
Un électron est introduit avec une vitesse ho- rizontalev0= 2×107ms−1dans un champ élec- trique vertical et uniforme E = 103N C−1 ré- gnant entre deux plaques de longueurL= 0.2m et séparées de0.04m(négliger la force de pesan- teur sur l'électron).
(a) Trouver la direction et le module de son accélération.
(b) Combien de temps restera-t-il dans le champ ?
(c) Quelle est l'importance de la déviation ver- ticale lorsqu'il sort du champ ?
(d) Trouver l'angle entre la vitesse à la sortie et la direction initiale.
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Physique générale
Exercices 1ère année
Premier Semestre 2011-2012
Série 14
Exercice 16-39
Deux plaques métalliques parallèles de 0,1 m2de surface sont distantes de0,01m. Leur diérence de potentiel est de 1000V. Trouver
(a) La charge des plaques.
(b) L'énergie accumulée.
(c) Une lame de diélectrique de K = 10 est insérée de façon à remplir l'espace entre les plaques. La charge sur les plaques reste la même. Trouver la nouvelle diérence de potentiel et l'énergie emmagasinée.
(d) S'il y a des modications de l'énergie ac- cumulée, en expliquer les raisons.
Exercice 16-52
+Q1 −Q1
+Q2 −Q2 C1
V C2
− +
Les deux condensa- teurs de la gure sont dits connectés en pa- rallèle. Ils sont raccor- dés à une pile, de sorte que la diérence de po- tentiel aux bornes de chacun est V. Mon- trer qu'un condensa- teur unique Cp pren- drait la même charge si Cp=C1+C2.
Exercice 16-55
+Q −Q +Q −Q
V1 V2
C1 C2
− +
On dit que les condensateurs de la gure sont en série. Quand on les connecte à la pile de la façon indiquée sur la gure ils prennent chacun la même chargeQ. Montrer qu'un condensateur unique CS de charge Q aura une diérence de potentielV =V1+V2 si C1S =C1
1 +C1
2.
Exercice 17-52
Dans une détermination du nombre d'Avoga- dro, un courant constant de 4 A passe pendant 30min dans une cellule qui consiste en deux élec- trodes d'argent plongées dans une solution de nitrate d'argent.
(a) Que vaut, en coulombs, la charge parcou- rant le systeme ?
(b) Combien d'électrons sont transportés ? (c) Si on trouve que 7.84 g d'argent se sont
déposés sur les plaques, quelle valeur du nombre d'Avogadro obtient-on (chaque électron neutralise un ion et la masse ato- mique de l'argent est de107.9u.m.a) ?
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