Flashcards : Champs et intégrales électromagnétiques (56 cartes)

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1Question

Comment varie la force électrique avec la distance entre deux charges ?

Réponse

Comme l’inverse du carré de leur distance.

2Question

Que font deux charges électriques de même signe ?

Réponse

Elles se repoussent.

3Question

Pourquoi les forces électriques s’annulent-elles presque à grande échelle dans la matière ordinaire ?

Réponse

Les charges positives et négatives y sont presque en nombres égaux.

4Question

Quelle force gouverne les mouvements des planètes, étoiles et galaxies ?

Réponse

La gravitation.

5Question

Quelle loi décrit la force électrique entre charges immobiles ?

Réponse

La loi de Coulomb.

6Question

De quelles propriétés de la charge dépend la force exercée sur elle ?

Réponse

De sa valeur, de sa position et de sa vitesse.

7Question

Quelle formule donne la force de Lorentz sur une charge de vitesse v⃗\vec{v} ?

Réponse

F⃗=q(E⃗+v⃗∧B⃗)\vec{F}=q(\vec{E}+\vec{v}\wedge\vec{B})

8Question

Comment les charges et les courants interagissent-ils avec les champs électromagnétiques selon la chaîne décrite ?

Réponse

Ils créent des champs, qui obéissent aux équations de Maxwell et agissent sur les charges par la force de Lorentz.

9Question

Qu’est-ce qu’un champ physique ?

Réponse

L’ensemble des valeurs d’une grandeur physique en tout point de l’espace et à chaque instant.

10Question

Quelle grandeur un champ scalaire associe-t-il à chaque position et à chaque instant ?

Réponse

Un scalaire f(r⃗,t)f(\vec{r},t).

11Question

Quels sont des exemples de champs scalaires ?

Réponse

La pression, la température et le potentiel électrostatique.

12Question

Quelle grandeur un champ vectoriel associe-t-il à chaque position et à chaque instant ?

Réponse

Un vecteur A⃗(r⃗,t)\vec{A}(\vec{r},t).

13Question

Quels sont des exemples de champs vectoriels ?

Réponse

Le champ électrique, le champ magnétique et la vitesse d’un liquide en écoulement.

14Question

Quand un champ est-il uniforme ?

Réponse

Lorsque sa grandeur associée prend des valeurs identiques en tout point de l’espace à chaque instant.

15Question

Quand un champ est-il permanent ?

Réponse

Lorsque sa grandeur associée est indépendante du temps en tout point de l’espace.

16Question

Dans quelle situation les charges sont-elles dites statiques ?

Réponse

Elles sont fixées dans l’espace ou se déplacent comme un courant continu dans un circuit.

17Question

Que caractérisent les surfaces d’équation constante d’un champ ?

Réponse

Les points où la valeur du champ reste constante.

18Question

Qu’est-ce qu’une ligne de champ d’un champ vectoriel ?

Réponse

Une courbe dont la tangente en chaque point a la direction du champ.

19Question

Qu’est-ce qu’un tube de champ ?

Réponse

La surface engendrée par les lignes de champ s’appuyant sur une courbe fermée.

20Question

Quel résultat donne l’intégrale d’un champ scalaire avec un élément différentiel scalaire ?

Réponse

Un scalaire.

21Question

Quel résultat donne l’intégrale d’un champ vectoriel avec un élément différentiel scalaire ?

Réponse

Un vecteur.

22Question

Quel type de quantité peut donner une intégrale vectorielle à élément différentiel vectoriel ?

Réponse

Une quantité scalaire ou vectorielle.

23Question

Comment définit-on la circulation de A⃗(r⃗)\vec{A}(\vec{r}) le long de C\mathcal{C} de PP à QQ ?

Réponse

C=∫CA⃗(r⃗)⋅dr⃗C=\int_{\mathcal{C}}\vec{A}(\vec{r})\cdot d\vec{r}.

24Question

Quand un champ vectoriel est-il à circulation conservative ?

Réponse

Lorsque sa circulation le long de tout contour fermé est nulle.

25Question

Dans un champ à circulation conservative, de quoi dépend la circulation entre deux points ?

Réponse

Elle ne dépend pas du chemin suivi.

26Question

Comment s’exprime le flux de A⃗(r⃗)\vec{A}(\vec{r}) à travers une surface orientée S\mathcal{S} ?

Réponse

Φ=∬SA⃗(r⃗)⋅dS⃗\Phi=\iint_{\mathcal{S}}\vec{A}(\vec{r})\cdot d\vec{S}

27Question

Dans quel sens pointe dS⃗d\vec{S} sur une surface fermée ?

Réponse

Vers l’extérieur.

28Question

Comment les effets gravitationnels et électriques se distinguent-ils dans leur addition ou compensation ?

Réponse

Les effets gravitationnels s’additionnent, tandis que les effets électriques peuvent se compenser.

29Question

Quelle force maintient les atomes et les molécules entre eux ?

Réponse

La force électrique.

30Question

Quel principe quantique contribue à maintenir les électrons à distance des protons du noyau ?

Réponse

Le principe d’incertitude, ΔxΔp≥ℏ2\Delta x\Delta p \geq \frac{\hbar}{2}.

31Question

Pourquoi le noyau de 92235U^{235}_{92}\mathrm{U} est-il instable ?

Réponse

Il est trop gros pour être maintenu compact par les forces nucléaires à courte portée.

32Question

De quoi les forces électriques entre charges en mouvement dépendent-elles aussi ?

Réponse

De leur mouvement.

33Question

Que résument les champs électrique et magnétique en un point ?

Réponse

Les effets des autres charges de l’Univers.

34Question

En quoi le point de vue des champs simplifie-t-il l’électrodynamique par rapport aux forces directes entre charges en mouvement ?

Réponse

Il décrit les lois électrodynamiques plus simplement et plus généralement.

35Question

Que donne un champ scalaire en chaque point ?

Réponse

Une valeur.

36Question

Que donne un champ vectoriel en chaque point ?

Réponse

Un vecteur orienté.

37Question

Qu’est-ce qui distingue un champ permanent d’un champ uniforme selon la position ?

Réponse

Un champ permanent peut varier selon la position.

38Question

Qu’étudie le module ?

Réponse

Les champs permanents.

39Question

Comment l’électricité et le magnétisme se comportent-ils lorsque charges et courants sont statiques ?

Réponse

Ils restent des phénomènes distincts.

40Question

Que précise une ligne de champ sur le sens du champ ?

Réponse

Elle ne le précise que si une flèche l’indique.

41Question

Quelle condition exprime la colinéarité sur une ligne de champ ?

Réponse

dr⃗=dλ A⃗(r⃗)d\vec{r}=d\lambda\,\vec{A}(\vec{r})

42Question

Quelle information les lignes de champ ne donnent-elles pas ?

Réponse

Le module du champ.

43Question

Que peuvent révéler les lignes de champ sur le champ ?

Réponse

Ses symétries.

44Question

Que peut indiquer une forte densité de lignes de champ dessinées ?

Réponse

Un champ intense.

45Question

Quelles sont les trois intégrales de champs scalaires considérées ?

Réponse

Les intégrales curviligne, de surface et de volume.

46Question

Comment note-t-on les éléments différentiels de longueur, de surface et de volume ?

Réponse

dldl, dSdS et dτd\tau, respectivement.

47Question

Par quel vecteur repère-t-on les éléments différentiels de longueur, de surface et de volume ?

Réponse

Par le vecteur position r⃗\vec{r}.

48Question

À quoi peut servir l’intégrale d’un champ scalaire de densité ?

Réponse

À calculer une charge de répartition linéique, surfacique ou volumique.

49Question

Comment note-t-on l’intégrale sur un contour fermé ou une surface fermée ?

Réponse

Avec un signe intégral portant un cercle.

50Question

Que représente le travail de F⃗(r⃗)\vec{F}(\vec{r}) le long d’un contour ?

Réponse

Une circulation.

51Question

À quoi correspond la variation de l’énergie potentielle sous une force conservative ?

Réponse

À l’opposé de la circulation de la force.

52Question

Quelle force fournit un exemple d’un champ à circulation conservative ?

Réponse

L’attraction gravitationnelle.

53Question

Pourquoi un champ de gradient est-il à circulation conservative ?

Réponse

Parce que l’intégrale de dfdf sur un contour fermé est nulle.

54Question

Qu’est-ce que l’élément de surface orienté dS⃗d\vec{S} ?

Réponse

Un vecteur normal à l’élément de surface dSdS.

55Question

Sur une surface ouverte, de quoi dépend le sens de dS⃗d\vec{S} ?

Réponse

De l’orientation choisie pour le contour.

56Question

Sur une surface ouverte, comment oriente-t-on les autres éléments de surface ?

Réponse

Par continuité.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 25 questions sur Champs et intégrales électromagnétiques.

1. Deux charges restent inchangées, mais leur distance est multipliée par 3. Comment évolue la valeur de la force électrique entre elles ?

2. Deux petites sphères chargées portent respectivement une charge positive et une charge négative. Quelle interaction électrique exercent-elles l’une sur l’autre ?

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