Aurelie juin 2001

particules chargées : kiné Lille 2001
exercices suivants : oscillateurs
1

champs électrique et magnétique

Un faisceau de particules chargées pénètre dans une zone de l'espace où règne un champ électrique uniforme et un champ magnétique uniforme orthogonal au champ électrique. Les particules ont des vitesses colinéaires horizontales et leur poids est considéré comme négligeable dans les conditions de l'expérience.

données : distance entre les plaques : d=0,5 cm ;

différence de potentiel entre les plaques : U=100 V

valeur du champ magnétique : B=0,5 T

Parmi les valeurs ci dessous, quelle est la valeur de la vitesse initiale v0 (m/s) pour laquelle une particule ne sera pas déviée par le dispositif ?

4 10-7 ; 6,3 10-3 ; 4 10-4 ; 200 ; 400 ; 20

 


corrigé

La particule

la particule n'est pas déviée : la force électrique et la force magnétique sont opposées.

Les normes des deux forces sont égales :

qE = q v B d'où v= E / B ;

champ électrique : E = U / d = 100 / 5 10-3 = 2 104 V m-1.

vitesse : 2 104 / 0,5 = 4 104 m/s


2

pendule électrostatique

 

La boule d'un pendule électrostatique de masse m= 1 g porte une charge q= 0,2 microcoulomb est placé dans un champ électrostatique uniforme horizontal et de valeur E= 105 V/m. g=9,8 m/s².

  1. Quel angle a fait-il avec la verticale ? (en degré)
    [45,6 ; 29,3 ; 90 ; 60,6 ; 12 ; 64]
  2. Quel doit être la valeur du champ (V/m)pour avoir un angle de 15°?

    [4,73 107 ;4,73 104 ;1,27 104 ;1,31 104 ; 1,27 107 ;1,31 107]

     


corrigé

A l'équilibre la somme vectorielle des forces est nulle.

tan a = qE / mg

masse m = 10-3 kg ; q = 2 10-7 C

tan a = 2 10-7 * 105 / (10-3*9,8) = 2,041 et a = 63,9°.


E = tan 15 *mg / q = 0,268 10-3*9,8 / 2 10-7 = 13 129 V m-1.

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