QCM : pendule chargé dans un champ électrique. Concours kiné Ceerrf 2015

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( 10 points)
Soit une boule ponctuelle chargée, de masse m = 1 g, suspendue par un fil de longueur L =0,5 m entre les plaques verticales A et B d'un condensateur plan. La distance des plaques vaut D = 15 cm. Les plaques n'étant pas mises sous tension, le fil est vertical. On établit une tension UBA = 1,5 kV entre les plaques et on constate que la boule se rapproche de 30 mm de la plaque A. On prend g = 10 m s-2.
11. Calculer la valeur de la force électrique en mN
0,2 ; 0,3 ; 0,4 ; 0,5 ; 0,6 ; aucune réponse exacte.


12. Calculer la charge approximative de la boule ( en nC).
+20 ; -30 ; +40 ; +60  ; aucune proposition ne convient.
E = UBA / D =1,5 103 / 0,15 =1,0 104 V / m.
q = F/E =6 10-4 / 104 = 6 10-8 C = 60 nC.






13. Pour la même valeur de la tension entre les plaques, de combien ( en dm), faut-il faire varier la distance D pour diviser la force par trois ?
1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ;
aucune proposition ne convient.
La tension et la charge sont inchangées.
Diviser la force par trois, c'est diviser le champ électrique par trois.

E' = UBA / D'  ; D' = UBA / E'   =3UBA / E = 3*1,5 103 / 104 =0,45 m = 45 cm.
La distance D doit augmenter de 3 dm.

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14. Pour la même valeur de UAB et pour la distance entre les plaques correspondant à la question précédente, calculer la valeur approximative du champ électrique.
2400 ; 3300 ; 4600 ; 5800 ; 6100 ; aucune proposition ne convient

E' = UAB / D' = 1500 / 0,45 ~3300 V / m.

15. Pour la valeur
précédente du champ électrique que vaut la valeur de la force électrique ( en mN) ?
0,1 ; 0,3 ; 0,5 ; 0,7 ; 0,8 ; a
ucune proposition ne convient.
F = qE =
6 10-8 *3300 ~ 2 10-4 N = 0,2 mN.




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