Camerecole

Examen :

Probatoire

Epreuve :

Physique

Série :

Année :

2010

Type

Correction

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Exercice 1

Exercice1: Optique

A.1 Les lentilles convergentes ont des bords minces et les lentilles divergentes ont les bords épais.

A.2 La distance focale d’une lentille est la mesure algébrique de la distance entre la centre optique et la foyer principal image.

A.3. Construction de la marche du rayon lumineux:

image d un objet a l infini donnee par la lentille convergente

A.4 Construction de l’image A’B’

b Déterminons les caractéristiques de l’image

De la formule de conjugaison :

$\overline {OA'} =$

$\frac{{\overline {OF'} .\overline {OA} }}{{\overline {OF'} + \overline {OA} }}$

$= - 13,33{\rm{cm}} \prec {\rm{0}}$ L’image est virtuelle est plus petite que l’objet.

De la formule du grandissement,

$\gamma = \frac{{\overline {A'B'} }}{{\overline {AB} }}$

$= \frac{{\overline {OA'} }}{{\overline {OA} }} \Rightarrow$

$\overline {A'B'} =$

$\frac{{\overline {OA'} }}{{\overline {OA} }}.\overline {AB}$

$= 0,665{\rm{\ cm}} \succ {\rm{0}}$ L’image est droite.

B. Œil et instrument optique

B.1 a) Jules souffre de l’hypermétropie.

b) Le PR de chaque œil est situé en arrière de la rétine.

${C_1} = \frac{1}{{\overline {OA'} }}$

$- \frac{1}{{\overline {OA} }} =$

$\frac{1}{{\overline {OA'} }} =$

$\frac{1}{D} \Rightarrow$

$D = \frac{1}{{{C_1}}} = 2{\rm{\ m }}$ car

$OA \to \infty$

B.2 a) La lunette astronomique sert à observer les objets très éloignés ( astres )

b) Régler un instrument pour une vision à l’infini: c’est ajuster l’image d’un objet donnée par cet instrument de telle sorte que l’œil d’une personne normale la voit sans accommoder, i.e. que cet image doit être à l’infini.

Pour que l’image définitive se forme à l’infini, il faut que l’image de l’objet donnée par l’objectif se forme dans le plan focal de l’oculaire.

Exercice 2 Energie électrique

Production du courant électrique

a.) La f.é.m. de la batterie est :

$E = \sum\limits_{i = 1}^6 {{E_i}}$

$= 6 \times 2 = 12{\rm{V}}$

b) Calcule du temps de décharge de la batterie

${\eta _Q} = \frac{{{Q_D}}}{{{Q_C}}}$

$= \frac{{{I_D}{t_D}}}{{{Q_C}}} \Rightarrow$

${t_D} = \frac{{{\eta _Q}{Q_C}}}{{{I_D}}} = 20{\rm{\ h}}$

c) Equations aux électrodes

Au pôle positif:

$Pb{O_2} + 4{H_3}{O^ + } + 2{e^ - } \to P{b^{2 + }} + 6{H_2}O$

Au pôle négatif:

$Pb \to P{b^{2 + }} + 2{e^ - }$

d) Règles de protection des batteries d’accumulations

- Eviter de mettre la batterie en court-circuit

- Vider les chambres de la batteries en cas de non utilisation prolongée.

B Bilan énergétique dans un circuit électrique

B.1 Puissance totale générée:

${P_T} = EI$

$= 12 \times 1,5 = 18{\rm{\ W}}$

Puissance dissipée par effet Joule:

${P_d} = r{I^2}$

$= 1 \times {\left( {1,5} \right)^2}$

$= 2,25{\rm{\ W}}$

Puissance fournie par le générateur:

${P_f} = {P_T} - {P_d}$

$= 15,25{\rm{W}}$

B.2 Rendement du générateur

$\eta = \frac{{{P_f}}}{{{P_T}}}$

$= \frac{{15,75}}{{18}}.100$

$= 87,5{\raise0.5ex\hbox{$\scriptstyle 0$} \kern-0.1em/\kern-0.15em\lower0.25ex\hbox{$\scriptstyle 0$}}$

B.3 La puissance reçue par le moteur est exactement égale à la puissance fournie par le générateur.

${P_f} = {P_r} = 15,75{\rm{\ W}}$

Calcule de la puissance mécanique

${P_m} = E'I$

$= 9 \times 1,5 = 13,5{\rm{\ W}}$

Calcule de la puissance dissipée par effet Joule dans le moteur

${P_d} = {P_f} - {P_m}$

$= 15,75 - 13,5$

$= 2,25{\rm{\ W}}$

Calcule de la résistance interne du moteur

${P_d} = r'{I^2} \Rightarrow$

$r' = \frac{{{P_d}}}{{{I^2}}} = 1\Omega$

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