QCM : Champ magnétique (12 questions)

Question 1

1. Dans une salle, plusieurs aiguilles aimantées placées à différents endroits prennent la même direction. Quelle conclusion cette observation permet-elle de tirer ?

Elles sont orientées par le champ d’un aimant droit.

Elles indiquent qu’aucun champ magnétique n’agit.

Elles sont soumises au champ magnétique terrestre.

Elles s’alignent sous l’effet de leur interaction mutuelle.

Explication

La direction commune des aiguilles placées en différents endroits met en évidence l’action du champ magnétique terrestre. L’aimant droit n’est pas présent dans cette observation, et l’alignement ne signifie ni absence de champ ni interaction mutuelle comme cause.

Answer

Elles sont soumises au champ magnétique terrestre.

Question 2

2. Des aiguilles aimantées sont d’abord orientées dans une salle, puis un aimant droit est placé à proximité. Leur direction change : quelle conclusion s’impose pour cette région de l’espace ?

L’aimant annule le champ magnétique dans cette région.

Le déplacement des aiguilles révèle un champ électrique.

L’aimant crée un champ magnétique qui modifie leur orientation.

Le champ terrestre change de direction à cause de la salle.

Explication

Un aimant droit impose de nouvelles orientations aux aiguilles parce qu’il crée un champ magnétique dans la région où il se trouve. Une modification du champ terrestre ou un champ électrique ne rend pas compte de l’effet décrit.

Answer

L’aimant crée un champ magnétique qui modifie leur orientation.

Question 3

3. Pour représenter le champ magnétique indiqué par une aiguille aimantée dont les pôles sont repérés S et N, quelle représentation du vecteur $\vec{B}$ convient ?

Un vecteur porté par l’axe de l’aiguille, orienté de N vers S, avec une valeur en teslas.

Un vecteur porté par l’axe de l’aiguille, orienté de S vers N, avec une valeur en newtons.

Un vecteur porté par l’axe de l’aiguille, orienté de S vers N, avec une valeur en teslas.

Un vecteur perpendiculaire à l’axe de l’aiguille, orienté de S vers N, avec une valeur en teslas.

Explication

Le vecteur champ magnétique a la direction de l’axe sud-nord de l’aiguille, son sens va de S vers N et sa valeur s’exprime en teslas. L’orientation N vers S inverse le sens, la direction perpendiculaire n’est pas celle de l’aiguille et le newton n’est pas l’unité du champ magnétique.

Answer

Un vecteur porté par l’axe de l’aiguille, orienté de S vers N, avec une valeur en teslas.

Question 4

4. En suivant une ligne de champ autour d’un aimant droit, dans quel sens la rencontre-t-on à l’extérieur de l’aimant ?

Du pôle nord vers le pôle nord

Du pôle nord vers le pôle sud

Du pôle sud vers le pôle sud

Du pôle sud vers le pôle nord

Explication

À l’extérieur d’un aimant droit, les lignes de champ sortent du pôle nord et rentrent par le pôle sud. Le sens sud-nord inverse le trajet, tandis que les deux autres réponses font aboutir la ligne au même type de pôle.

Answer

Du pôle nord vers le pôle sud

Question 5

5. Dans l’espace entre les branches d’un aimant en U, le pôle nord est à gauche et le pôle sud à droite; quelle direction et quel sens a le champ magnétique ?

Parallèle aux branches, de gauche à droite

Parallèle aux branches, de droite à gauche

Perpendiculaire aux branches, de droite à gauche

Perpendiculaire aux branches, de gauche à droite

Explication

Entre les branches, le champ est perpendiculaire à celles-ci et orienté du pôle nord vers le pôle sud, donc ici de gauche à droite. Le sens peut être correct avec une direction parallèle, ou la direction correcte avec un sens inversé, mais ces propositions confondent une caractéristique.

Answer

Perpendiculaire aux branches, de gauche à droite

Question 6

6. Dans un exercice sur le champ terrestre, quelle décomposition et quelle simplification convient-il d’utiliser dans la majorité des cas ?

Remplacer le champ terrestre par sa composante verticale, sans la décomposer

Décomposer le champ en composantes nord et sud, puis négliger la verticale

Décomposer le champ en composantes horizontale et verticale, puis négliger la verticale

Décomposer le champ en composantes horizontale et verticale, puis négliger l’horizontale

Explication

Le champ terrestre se décompose en une composante horizontale et une composante verticale; cette dernière est généralement négligée dans la majorité des exercices. Négliger l’horizontale inverse le choix, et les autres réponses décrivent une décomposition différente ou omettent la décomposition.

Answer

Décomposer le champ en composantes horizontale et verticale, puis négliger la verticale

Question 7

7. Une boussole est placée dans le plan du méridien magnétique. Dans quel sens pointe la composante horizontale du champ terrestre ?

Du sud géographique vers le nord géographique

Du nord magnétique vers le sud magnétique

D’est en ouest dans le plan du méridien magnétique

Du sud magnétique vers le nord magnétique

Explication

La composante horizontale suit la direction sud-nord magnétique, dans le plan du méridien magnétique, et son sens va du sud magnétique vers le nord magnétique. La proposition nord-sud inverse l’orientation; est-ouest change de direction et les pôles géographiques ne remplacent pas les pôles magnétiques.

Answer

Du sud magnétique vers le nord magnétique

Question 8

8. Loin des faces d’un solénoïde de $500$ spires et de longueur $0{,}25\,\mathrm{m}$ , parcouru par un courant de $2\,\mathrm{A}$ , quelle expression donne la valeur du champ magnétique ?

500\times0{,}25\times\mu_0\times2

\frac{500}{0{,}25}\mu_0\times2

\frac{500}{0{,}25}\times2

\frac{0{,}25}{500}\mu_0\times2

Explication

Loin des faces, le champ vérifie $\|\vec{B}\|=\frac{N}{L}\mu_0I$ : on divise le nombre de spires par la longueur, puis on multiplie par $\mu_0$ et par le courant. Le rapport inversé correspond à une confusion entre longueur et densité de spires, l’expression sans $\mu_0$ omet un facteur, et le produit par la longueur remplace à tort la division.

Answer

$$\frac{500}{0{,}25}\mu_0\times2$$

Question 9

9. Un solénoïde de $0{,}40\,\mathrm{m}$ comporte $800$ spires ; quelle est sa densité de spires, définie comme le nombre de spires par unité de longueur ?

0{,}0005\,\mathrm{m}^{-1}

2000\,\mathrm{m}^{-1}

5000\,\mathrm{m}^{-1}

0{,}40\,\mathrm{m}^{-1}

Explication

La densité est $n=\frac{N}{L}$ , donc $n=\frac{800}{0{,}40}=2000\,\mathrm{m}^{-1}$ . La valeur $0{,}0005$ inverse le rapport, $0{,}40$ reprend la longueur, et $5000$ provient d’une division par $L^2$ .

Answer

$$2000\,\mathrm{m}^{-1}$$

Question 10

10. Deux champs magnétiques colinéaires, de valeurs $3\,\mathrm{mT}$ et $5\,\mathrm{mT}$ , pointent dans le même sens ; quelle est la valeur du champ résultant ?

5\,\mathrm{mT}

8\,\mathrm{mT}

\sqrt{34}\,\mathrm{mT}

2\,\mathrm{mT}

Explication

Deux champs colinéaires de même sens s’additionnent : $3+5=8\,\mathrm{mT}$ . La différence traite à tort des sens opposés, la racine carrée correspond à des champs perpendiculaires, et $5\,\mathrm{mT}$ néglige le champ de plus faible valeur.

Answer

$$8\,\mathrm{mT}$$

Question 11

11. Deux champs colinéaires de valeurs $9\,\mathrm{mT}$ et $4\,\mathrm{mT}$ sont orientés en sens opposés ; quelle est la valeur du champ résultant ?

5\,\mathrm{mT}

-5\,\mathrm{mT}

13\,\mathrm{mT}

\sqrt{97}\,\mathrm{mT}

Explication

Pour des champs colinéaires de sens opposés, la valeur résultante est la différence absolue : $|9-4|=5\,\mathrm{mT}$ . L’addition convient aux mêmes sens, le résultat négatif oublie la valeur absolue, et la racine carrée s’applique aux champs perpendiculaires.

Answer

$$5\,\mathrm{mT}$$

Question 12

12. Deux champs magnétiques perpendiculaires ont des valeurs de $6\,\mathrm{mT}$ et $8\,\mathrm{mT}$ ; quelle est la valeur du champ résultant ?

14\,\mathrm{mT}

10\,\mathrm{mT}

2\,\mathrm{mT}

100\,\mathrm{mT}^2

Explication

Pour deux champs perpendiculaires, $\|\vec{B_R}\|=\sqrt{B_1^2+B_2^2}$ , donc $\sqrt{6^2+8^2}=\sqrt{100}=10\,\mathrm{mT}$ . L’addition et la différence concernent des champs colinéaires, tandis que $100\,\mathrm{mT}^2$ est la somme des carrés avant extraction de la racine.

Answer

$$10\,\mathrm{mT}$$

QCM : Champ magnétique (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans une salle, plusieurs aiguilles aimantées placées à différents endroits prennent la même direction. Quelle conclusion cette observation permet-elle de tirer ?

2. Des aiguilles aimantées sont d’abord orientées dans une salle, puis un aimant droit est placé à proximité. Leur direction change : quelle conclusion s’impose pour cette région de l’espace ?

3. Pour représenter le champ magnétique indiqué par une aiguille aimantée dont les pôles sont repérés S et N, quelle représentation du vecteur $\vec{B}$ convient ?

4. En suivant une ligne de champ autour d’un aimant droit, dans quel sens la rencontre-t-on à l’extérieur de l’aimant ?

5. Dans l’espace entre les branches d’un aimant en U, le pôle nord est à gauche et le pôle sud à droite; quelle direction et quel sens a le champ magnétique ?

6. Dans un exercice sur le champ terrestre, quelle décomposition et quelle simplification convient-il d’utiliser dans la majorité des cas ?

7. Une boussole est placée dans le plan du méridien magnétique. Dans quel sens pointe la composante horizontale du champ terrestre ?

8. Loin des faces d’un solénoïde de $500$ spires et de longueur $0{,}25\,\mathrm{m}$ , parcouru par un courant de $2\,\mathrm{A}$ , quelle expression donne la valeur du champ magnétique ?

9. Un solénoïde de $0{,}40\,\mathrm{m}$ comporte $800$ spires ; quelle est sa densité de spires, définie comme le nombre de spires par unité de longueur ?

10. Deux champs magnétiques colinéaires, de valeurs $3\,\mathrm{mT}$ et $5\,\mathrm{mT}$ , pointent dans le même sens ; quelle est la valeur du champ résultant ?

11. Deux champs colinéaires de valeurs $9\,\mathrm{mT}$ et $4\,\mathrm{mT}$ sont orientés en sens opposés ; quelle est la valeur du champ résultant ?

12. Deux champs magnétiques perpendiculaires ont des valeurs de $6\,\mathrm{mT}$ et $8\,\mathrm{mT}$ ; quelle est la valeur du champ résultant ?

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QCM : Champ magnétique (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans une salle, plusieurs aiguilles aimantées placées à différents endroits prennent la même direction. Quelle conclusion cette observation permet-elle de tirer ?

2. Des aiguilles aimantées sont d’abord orientées dans une salle, puis un aimant droit est placé à proximité. Leur direction change : quelle conclusion s’impose pour cette région de l’espace ?

3. Pour représenter le champ magnétique indiqué par une aiguille aimantée dont les pôles sont repérés S et N, quelle représentation du vecteur B⃗\vec{B}B convient ?

4. En suivant une ligne de champ autour d’un aimant droit, dans quel sens la rencontre-t-on à l’extérieur de l’aimant ?

5. Dans l’espace entre les branches d’un aimant en U, le pôle nord est à gauche et le pôle sud à droite; quelle direction et quel sens a le champ magnétique ?

6. Dans un exercice sur le champ terrestre, quelle décomposition et quelle simplification convient-il d’utiliser dans la majorité des cas ?

7. Une boussole est placée dans le plan du méridien magnétique. Dans quel sens pointe la composante horizontale du champ terrestre ?

8. Loin des faces d’un solénoïde de 500500500 spires et de longueur 0,25 m0{,}25\,\mathrm{m}0,25m, parcouru par un courant de 2 A2\,\mathrm{A}2A, quelle expression donne la valeur du champ magnétique ?

9. Un solénoïde de 0,40 m0{,}40\,\mathrm{m}0,40m comporte 800800800 spires ; quelle est sa densité de spires, définie comme le nombre de spires par unité de longueur ?

10. Deux champs magnétiques colinéaires, de valeurs 3 mT3\,\mathrm{mT}3mT et 5 mT5\,\mathrm{mT}5mT, pointent dans le même sens ; quelle est la valeur du champ résultant ?

11. Deux champs colinéaires de valeurs 9 mT9\,\mathrm{mT}9mT et 4 mT4\,\mathrm{mT}4mT sont orientés en sens opposés ; quelle est la valeur du champ résultant ?

12. Deux champs magnétiques perpendiculaires ont des valeurs de 6 mT6\,\mathrm{mT}6mT et 8 mT8\,\mathrm{mT}8mT ; quelle est la valeur du champ résultant ?

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3. Pour représenter le champ magnétique indiqué par une aiguille aimantée dont les pôles sont repérés S et N, quelle représentation du vecteur $\vec{B}$ convient ?

8. Loin des faces d’un solénoïde de $500$ spires et de longueur $0{,}25\,\mathrm{m}$ , parcouru par un courant de $2\,\mathrm{A}$ , quelle expression donne la valeur du champ magnétique ?

9. Un solénoïde de $0{,}40\,\mathrm{m}$ comporte $800$ spires ; quelle est sa densité de spires, définie comme le nombre de spires par unité de longueur ?

10. Deux champs magnétiques colinéaires, de valeurs $3\,\mathrm{mT}$ et $5\,\mathrm{mT}$ , pointent dans le même sens ; quelle est la valeur du champ résultant ?

11. Deux champs colinéaires de valeurs $9\,\mathrm{mT}$ et $4\,\mathrm{mT}$ sont orientés en sens opposés ; quelle est la valeur du champ résultant ?

12. Deux champs magnétiques perpendiculaires ont des valeurs de $6\,\mathrm{mT}$ et $8\,\mathrm{mT}$ ; quelle est la valeur du champ résultant ?