PARTIE I: ÉVALUATION DES RESSOURCES / 24 points
EXERCICE 1 : Vérification des savoirs / 8 points
1.Définir : générateur électrique, lentille mince. 2pt
2. Énoncer la loi de Pouillet 2pt
3.Donner l’expression de la f.é.m d’auto-induction et expliciter les termes. 2pt
4. Répondre par vrai ou faux. 2pt
4.1 Dans une lentille convergente, un objet placé dans le plan focal objet donne une image dans le plan focal image.
4.2L’incertitude élargie est donnée par la relation \(U = ku\) où \(u\) l’incertitude type et k le facteur d’élargissement.
4.3La puissance électrique d’une installation se mesure à l’aide d’un teslamètre.
4.4 Lorsque la pression est suffisamment faible, la modélisation mathématique de l’état des gaz parfait est : \(PV = \frac{{RT}}{n}\)
EXERCICE 2 : Application des savoirs / 8 points
Partie A : Fonctionnement d’un générateur / 4 points
Un générateur débite dans un circuit dont la résistance est variable. Pour les réglages de la résistance, on relève la tension U aux bornes du générateur correspondant à l’intensité I du courant délivré.
| I(A) | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 |
| U(V) | 110 | 108 | 106 | 104 | 102 | 100 | 98 | 96 |
En exploitant le tableau ci-dessus, sans construire le graphe ;
1. Vérifier si ce générateur est idéal (résistance interne nulle). 2pt
2. Déterminer la f.é.m. E du générateur. 2pt
Partie B : Interaction lumière matière / 4 points
La lumière d’un laser provient d’une transition électronique d’énergie \(\Delta E = - 3,71 \times {10^{ - 19}}j\).
1. Le photon correspondant à cette transition électronique est-il émis ou absorbé ? 2pt
2. Calculer la fréquence de cette radiation. 2pt
Constante de Planck : \(h = 6,62 \times {10^{ - 34}}J.s\)
EXERCICE 3: Utilisation des savoirs / 8 points
Partie A : Énergie électrique/ 4 points
On considère le circuit ci-contre constitué d’un générateur, d’un résistor , d’un électrolyseur et un ampèremètre de résistance interne\(\alpha \).
L’intensité du courant qui circule dans le circuit est I = 0,5 A.
Déterminer :
1. la f.é.m E du générateur. 1,5pt
2. le rendement de l’électrolyseur. 1,5pt
3. la puissance dissipée par effet joule dans l’électrolyseur. 1pt
Données : E’ = 10,0 V ; r’ = 1,5 Ω ; R = 10,0 Ω ; r = 0,5 Ω ; a = 0,5 Ω.
Partie B : L’œil réduit / 4 points
Un œil a son punctum remotum (PR) situé à 15 cm.
1. Quel est le défaut de cet œil ? Justifier votre réponse. 2pt
2. Déterminer la nature et la vergence de la lentille qu’il faut accoler à cet œil pour voir à l’infini 2pt
PARTIE II : ÉVALUATION DES COMPÉTENCES / 16 points
Situation problème
Amadou après avoir éteint le moteur de sa voiture de masse m au point A0 (voir document), descendà roues libres, une colline rectiligne inclinée d’un angle α sur l’horizontal. Au point A6 situé en bas de la colline on trouve une plaque marquée Vitesse maximale 80km/h. A ce niveau, il est stoppé par une équipe de gendarmerie qui le verbalise pour dépassement de la vitesse.
Document : L’évolution du carré de la vitesse de la voiture en fonction de la distance parcourue.
| Point | \(A_0\) | \(A_1\) | \(A_2\) | \(A_3\) | \(A_4\) | \(A_5\) | \(A_6\) |
| Position:X(m) | 0 | 125 | 220 | 330 | 455 | 610 | 770 |
| Hauteur : h(m) | 385 | 62,5 | 0 | ||||
| V2(m/s) | 60, 84 | 142, 10 | 203, 63 | 275, 23 | 356, 45 | 457, 10 | / |
Informations
La voiture est considérée comme un point matériel.
La relation entre la vitesse de la voiture et la distance parcourue est : \({V^2} = 2\left( {g\sin \alpha - \frac{f}{m}} \right)\) \(X + V_0^2\)
Données : m = 1000 kg ; g = 10 N/kg
En exploitant les informations ci-dessus et à l’aide d’une démarche scientifique,
1. Examine la nature du plan incliné (lisse ou rugueux). 8pt
2. Vérifie si Amadou mérite la sanction. 8pt
