Physique générale
Exercices 1ère année
Deuxième Semestre
Série 15
Exercice 17-37
6 ohms 3 ohms
2 ohms 6 V
−
+
Pour le circuit ci-dessus, calculer :
(a) le courant dans la résistance de 2Ω, (b) La diérence de potentiel entre les ex-
trémités de la résistance de 3 Ω,
(c) La diérence de potentiel entre les ex- trémités de la résistance de 6 Ω,
(d) Le courant dans la résistance de 3Ω. (e) Le courant dans la résistance de 6 Ω.
Exercice 17-xx
Considérer le pont de Wheatstone de la g- ure ci-dessous. Les résistancesR1,R2etR3sont connues. R2 est une résistance variable. La ré- sistanceX est inconnue. Une tension U est ap- pliquée entre les bornes A et B. La résistanceR2
est alors ajustée de sorte que aucun courant ne
traverse le galvanomètre G. Déterminer la valeur deX en fonction deR1,R2et R3.
Exercice 17-yy
A température ambiante, la vitesse moyenne due à l'agitation thermique aléatoire d'un élec- tron de conduction dans le cuivre est d'en- viron 105 ms−1 et il y a approximativement 1029 electrons/m3.
(a) En utilisant la valeur mesurée de la résis- tivité, trouver le libre parcours moyen d'un électron dans le cuivre.
(b) Trouver le rapport de ce libre parcours à la distance inter-atomique,4,2×10−10m.
31 mars 2015 1
Physique générale
Exercices 1ère année
Deuxième Semestre
Série 16
Exercice 19-36
D B
E C
Les particules chargées qui passent dans une chambre à bulles laissent des traces visibles for- mées de très petites bulles d'hydrogène gazeux dans de l'hydrogène liquide maintenu à une température proche de l'ébullition. La gure ci-dessus représente un champ magnétique qui s'enfonce dans le plan du dessin et des traces de particules se déplaçant dans le plan de la gure, dans le sens indiqué par les èches.
(a) Laquelle (ou lesquels) de ces traces corre- spond(ent) à des particules chargées posi- tivement ?
(b) Si les trois particules ont toutes la même masse et la même charge en valeur ab- solue, laquelle se déplace à la vitesse la plus élevée ?
(c) Si les trois particules ont la même vitesse, laquelle a la plus grande masse ?
Exercice 19-39
Vd
a
a B
La gure ci-dessus représente des électrons dans un conducteur qui se meuvent en s'enfonçant
dans le plan du dessin. Leur vitesse de dérive est ~vD. Un champ magnétique B~ est appliqué perpendiculairement àvD.
(a) Trouver, en grandeur et en direction, la force magnétique agissant sur les électrons.
(b) Trouver, en grandeur et en direction, le champ électrique E~ qui donnerait, sur les électrons, une force égale et opposée.
(c) Quelle diérence de potentiel devrait-on appliquer entre les faces du conducteur pour produire ce champ électrique.
(d) Si aucun champ électrique extérieur n'est appliqué, les électrons se mettent alors à se déplacer vers une face du conducteur, jusqu'à établir, sur l'épaisseur de ce con- ducteur, une diérence de potentiel sta- tionnaire. Que vaut cette diérence de po- tentiel ?
(e) Trouver la diérence de potentiel (eet Hall) lorsque vD = 10−3 ms−1, B = 2 T eta= 10−2m.
(f) Quel est le sens du courant ?
(g) Dans certains conducteurs, les porteurs de charge sont des lacunes d'électrons, ou trous, qui se comportent comme des charges positives. La diérence de poten- tiel de Hall est-elle la même que pour des porteurs de charge négatifs ?
Exercice 19-49
Dans le modèle de Bohr de l'atome d'hy- drogène normal, l'électron se déplace sur une or- bite circulaire autour du proton. La fréquence orbitale est de6,8×1015Hzet le rayon de l'or- bite vaut5,1×10−11 m.
(a) Que vaut le courant dû à ce mouvement orbital de l'électron ?
(b) Quelle est la valeur du champ magnétique produit par ce courant à l'emplacement du proton ?
31 mars 2015 2
