Exercice 2 : DM à rendre le 19/02-2020
Dans le canon à électrons d’unoscillographe (voirfig.),lesélectronssortantdelacathodeavec une vitesse supposée nulle, sont accélérés par une tension U=1600V appliquée entre la cathode C et l’anode A.
1) Calculer en mètres par seconde la vitesse vAdes électrons à la sortie du canon.
2) Calculer en joule et en kilo électronvolts, leur énergie cinétique ECA
3)Les électrons pénètrent avec une vitesse VO= VA, entre les plaques de déviation verticale, en un point O situé à égale distance de chacune d’elles. Lorsque la tension U1 = 500V est appliquée à ces plaques distantes de d = 2cm, les électrons sortent de l’espace champ en un point S tel que O’S = d’ = 0,6cm.
a)On prend l’origine des potentiels V0= 0 au point O. Calculer Vs potentiel électrostatique du point S de l’espace champ.
b) Déterminer Epo et Eps, énergies potentielles électrostatique d’un électron en O et en S dans l’espace champ, en joules et en kilo électronvolts.
c)En déduire Ecs énergie cinétique de sortie des électrons, en kilo électronvolts.
Exercice 1 :
Un penduleélectrique, dontla boule B estune petite sphère isolantede masse m= 0,2g, portant la charge q=2.10-8 C, estsuspendu entre deuxplaques métalliques verticales P1 et P2 distantes de d = 20cm.
1) On établit la tension UP1P2 = U = 4000V entre ces plaques de manière à créer entre celle-ci un champ électrostatique uniforme E.
Quels sont la direction, le sens et l’intensité du champ E ? (On admet que ce dernier n’est pas perturbé par la présence de la charge q).
2) Faire un schéma montrant l’inclinaison subie par le fil et calculer l’angle α entre le fil et la verticale lorsque l’équilibre est atteint.
Cet angle dépend-il de la position initiale du pendule ? (on admet que la boule B ne touche jamais l’une au l’autre des plaques).
3)Le pendule est déplacé horizontalement, vers la droite, sur une distance l = 2cm à partir de la position d’équilibre précédente.
Calculer le travail W(ሬ݂ሬሬሬ݁Ԧ) de la force électrostatique ݂Ԧe qui s’exerce sur la boule pendant ce déplacement.
Prof : EL Hamri
Lycée qualifiant Badr Agadir
Prof E. EL Hamri
Série d’exercices N° 9
Travail et énergie potentiel électrostatique .
Année scolaire :2019/2020 Niveau : 1Bac SM- Biof
Matière : Physique Chimie
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Exercice 3
Une particule (noyau d'hélium), produite par une source radioactive, est émise au voisinage d'un point A. La valeur de sa vitesse en A est négligeable devant celle qu'elle peut atteindre en B.
Entre les points A et B règne un champ électrostatique uniforme qui permet l'accélération de la particule. Le poids et les frottements sont négligeables lors de ce mouvement.
1. Quelle est la charge q
de la particule ?
2. Établir l'expression du travail de la force électrostatique s'appliquant sur la
particule se déplaçant entre A et B. Exprimer ce travail en fonction q
, V
Aet V
B. (V
Aet V
Bsont les potentiels respectifs aux points A et B.)
3. En déduire l'expression de la variation d'énergie potentielle électrique entre A et B.
4. L'énergie mécanique se conserve-elle? Justifier.
5. À partir des réponses précédentes, exprimer la différence de potentiel V
A- V
Ben fonction de v
B, m
et q
. et calculer cette valeur sachant que la vitesse en B a pour valeur v
B= 1,00 x 10
3km.s
-1.
Données : e = 1,60 x 10-19 C; m = 6,70 x 10-27 kg.
Exercice 4 DM à rendre le 19/02 -2020 Lycée qualifiant Badr
Agadir
Prof E. EL Hamri
Série d’exercices N° 9
Travail et énergie potentiel électrostatique.
Année scolaire :2019/2020 Niveau : 1Bac SM- Biof Matière : Physique Chimie
Un proton se déplace entre deux plaques conductrices P1 et P2 verticales et parallèles.
Entre les deux plaques se trouve une tension
1 2
10
3P P
V V
V
, et sont sépare Par une distanced 4cm
.1) On justifiant votre réponse déterminer le signe de la tension sachant que le proton Se déplace de la plaque
P
1à la plaqueP
2 .2) Qui sont les caractéristiques du vecteur champ électrostatique
E
applique entre Les plaques.
3) Déduire les caractéristiques de la force électrostatique applique sur le proton.
4) Calculer le travail de la force électrostatique quand le proton se déplace de la plaque
P
1à la plaqueP
2. On donne :m
P 1,7.10
27Kg
;e 1,6.10
19C
5) Sachant que le proton quitte la plaque
P
1sans vitesse initial, calculer la vitesse du proton lorsque lorsqu’il arrive à la plaqueP
2. (On néglige le poids du proton devant l’intensité de la force électrostatique)6) Montrer que l’énergie totale du proton se conserve.
7) En appliquant la conservation de l’énergie totale calculer la vitesse du proton lorsqu’il arrive au point M qui se trouve à une distance
d ' 1 cm
deP
1. On considère le potentiel de la plaqueP
1est nul.d M
AB
Entre deux plaque conductrices horizontale et parallèles A et B séparé d’une distance d on applique une tension
U
. Un électron pénètre entre ces deux plaques du point ,O, origine du repère o,i , j
avec une vitesse horizontalev
0
est sort du point S.
O
S H A
1)Déterminer la direction et le sens du champ électrostatique crée entre les deux plaques.
2) On choisit le potentiel de la plaque B comme état de référence.
2.1. Déterminer le potentiel électrostatique au point H et au point S.
2.2. Déterminer le travail de la force lorsque l’électron se déplace du point O vers le point S.
2.3. Déduire la vitesse
v
S avec la quel l’électron sort du point S. sachant que (p F
électrostatique)
On donne :
e 1,6.10
19C
;v
0 1, 4.10
7m / s
;HS 5mm 10
3.
V
A V
;d 5cm
;m
e 9,1.10
31Kg
B
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Exercice 5 : facultatif
