QCM : pendule
charg� dans un champ �lectrique.
Concours kin� Ceerrf 2015
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( 10 points)
Soit
une boule ponctuelle charg�e, 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'�tant pas
mises sous tension, le fil est vertical. On �tablit 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 �lectrique en mN 0,2 ; 0,3 ; 0,4 ; 0,5 ; 0,6 ; aucune r�ponse 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.
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13.
Pour la m�me 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 inchang�es.
Diviser la force par trois, c'est diviser le champ �lectrique 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 m�me valeur de UAB et pour la distance entre les plaques
correspondant � la question pr�c�dente, calculer la valeur
approximative du champ �lectrique. 2400 ; 3300 ; 4600 ; 5800 ; 6100 ; aucune proposition ne convient
E' = UAB / D' = 1500 / 0,45 ~3300 V / m.
15. Pour la valeur pr�c�dente du champ �lectrique que vaut la valeur de la force �lectrique ( en mN) ? 0,1 ; 0,3 ; 0,5 ; 0,7 ; 0,8 ; aucune proposition ne convient.
F = qE = 6 10-8 *3300 ~ 2 10-4 N = 0,2 mN.
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