QCM : Charges, courants et tensions électriques — 14 questions

Question 1

1. Quel type d’interaction peut s’exercer entre deux corps électriquement chargés sans contact mécanique direct ?

Une interaction gravitationnelle indépendante des charges

Une interaction mécanique limitée au contact

Une interaction thermique liée à leur température

Une interaction électromagnétique à distance

Explication

L’interaction électromagnétique agit à distance entre des corps chargés et peut provoquer une attraction ou une répulsion. L’interaction mécanique de contact exige, elle, un contact direct entre les corps.

Answer

Une interaction électromagnétique à distance

Question 2

2. Quels sont les deux types de charges électriques distingués par leur signe ?

Les charges positives et les charges négatives

Les charges constantes et les charges variables

Les charges massiques et les charges volumiques

Les charges conductrices et les charges isolantes

Explication

Une charge électrique peut être positive ou négative, et le signe influence l’interaction entre deux charges. Les catégories conductrice et isolante décrivent plutôt des matériaux ou leurs propriétés électriques.

Answer

Les charges positives et les charges négatives

Question 3

3. Deux charges ponctuelles $Q_A$ et $Q_B$ sont séparées par une distance $AB$ . Quelle expression donne la force exercée par $Q_A$ sur $Q_B$ selon la loi de Coulomb ?

F_{A/B}=\frac{1}{4\pi\varepsilon}\frac{AB^2}{Q_AQ_B}

F_{A/B}=\frac{1}{4\pi\varepsilon}\frac{Q_AQ_B}{AB^2}

F_{A/B}=4\pi\varepsilon\frac{Q_AQ_B}{AB^2}

F_{A/B}=\frac{1}{4\pi\varepsilon}\frac{Q_A+Q_B}{AB}

Explication

La loi de Coulomb fait intervenir le produit des charges, l’inverse du carré de la distance et le facteur $\frac{1}{4\pi\varepsilon}$ . Une expression fondée sur la somme des charges ou sur l’inversion de ces rapports ne respecte pas cette dépendance.

Answer

$$F_{A/B}=\frac{1}{4\pi\varepsilon}\frac{Q_AQ_B}{AB^2}$$

Question 4

4. Comment s’exprime la quantification microscopique d’une charge électrique isolée ?

Q=Ne

, avec

N\in\mathbb{Z}

et

e=1,60\times10^{-19}\,\mathrm{C}

Q=N+e

, avec

N\in\mathbb{Z}

et

e=1,60\times10^{-19}\,\mathrm{C}

Q=\frac{e}{N}

, avec

N\in\mathbb{Z}

et

e=1,60\times10^{-19}\,\mathrm{C}

Q=Ne^2

, avec

N\in\mathbb{Z}

et

e=1,60\times10^{-19}\,\mathrm{C}

Explication

À l’échelle microscopique, toute charge isolée est un multiple entier de la charge élémentaire, ce qui s’écrit $Q=Ne$ . Les autres relations ne décrivent pas une multiplication entière par la charge élémentaire.

Answer

$$Q=Ne$$, avec $$N\in\mathbb{Z}$$ et $$e=1,60\times10^{-19}\,\mathrm{C}$$

Question 5

5. Quelle propriété définit un système fermé dans l’étude de la conservation des charges ?

Il n’échange pas de matière avec le monde extérieur

Il empêche toute transformation interne des charges

Il échange des particules mais conserve leur signe électrique

Il maintient chaque charge individuelle à une valeur constante

Explication

Un système fermé est défini par l’absence d’échange de matière avec le monde extérieur. Cette définition ne signifie pas que les charges individuelles restent inchangées ni que les transformations internes sont impossibles.

Answer

Il n’échange pas de matière avec le monde extérieur

Question 6

6. Dans un système fermé, quelle grandeur reste constante au cours du temps malgré d’éventuelles modifications des charges individuelles ?

La charge de chaque objet avant toute transformation

La valeur de chaque charge intérieure prise séparément

Le nombre de particules chargées de chaque signe

La somme algébrique des charges intérieures

Explication

La charge électrique totale, calculée par la somme algébrique des charges intérieures, est conservée dans un système fermé. Des échanges ou transformations internes peuvent modifier certaines charges individuelles sans changer cette somme totale.

Answer

La somme algébrique des charges intérieures

Question 7

7. Que mesure l’intensité électrique dans un conducteur ?

Le débit de charge traversant une surface par unité de temps

La quantité totale de charge stockée dans le conducteur

La durée nécessaire pour charger complètement le conducteur

La force exercée par une charge sur une autre charge

Explication

L’intensité mesure la quantité de charge qui traverse une surface de conducteur par unité de temps : elle décrit donc un débit de charge. La quantité totale d’électricité correspond plutôt à la charge, et non à l’intensité.

Answer

Le débit de charge traversant une surface par unité de temps

Question 8

8. Une charge $\Delta q$ traverse une section de conducteur pendant une durée finie $\Delta t$ . Quelle relation définit l’intensité moyenne ?

I=\Delta q\,\Delta t

I=\frac{\Delta t}{\Delta q}

I=\frac{\Delta q}{\Delta t}

I=\Delta q+\Delta t

Explication

L’intensité moyenne est le rapport entre la charge traversante et la durée correspondante, soit $I=\frac{\Delta q}{\Delta t}$ . La limite lorsque la durée tend vers zéro concerne l’intensité instantanée, et non cette moyenne sur une durée finie.

Answer

$$I=\frac{\Delta q}{\Delta t}$$

Question 9

9. Dans un conducteur où les porteurs de charge sont négatifs, dans quel sens le courant conventionnel est-il orienté ?

Dans le même sens que le déplacement des charges négatives

Dans un sens fixé par la valeur de la charge traversante

Dans une direction perpendiculaire au déplacement des charges négatives

Dans le sens opposé au déplacement des charges négatives

Explication

Par convention, le courant est orienté comme le déplacement de charges positives et dans le sens opposé au déplacement de charges négatives. Le mouvement réel d’électrons ne coïncide donc pas avec le sens conventionnel du courant.

Answer

Dans le sens opposé au déplacement des charges négatives

Question 10

10. Quelle caractéristique définit un régime stationnaire dans un circuit électrique ?

Les grandeurs électriques changent périodiquement au cours du temps.

Les grandeurs électriques restent constantes au cours du temps.

Les intensités électriques s’annulent dans chaque branche du circuit.

Les tensions électriques deviennent identiques en tous les points du circuit.

Explication

En régime stationnaire, les grandeurs électriques ne varient pas au cours du temps. Un régime variable se distingue au contraire par une évolution temporelle des grandeurs électriques.

Answer

Les grandeurs électriques restent constantes au cours du temps.

Question 11

11. Dans une branche sans ramification, une intensité vaut $I_A=0{,}40\,\mathrm{A}$ au point A. Quelle est son intensité au point B de la même branche ?

0{,}20\,\mathrm{A}

0{,}80\,\mathrm{A}

Elle dépend du nombre de bornes du circuit.

0{,}40\,\mathrm{A}

Explication

En régime stationnaire, l’intensité est uniforme dans une branche sans ramification, donc $I_B=I_A=0{,}40\,\mathrm{A}$ . Une division de l’intensité se produit au niveau d’un nœud, pas entre deux points d’une même branche.

Answer

$$0{,}40\,\mathrm{A}$$

Question 12

12. Lorsque $V_A\geq V_B$ , dans quelles directions se déplacent les électrons et le courant conventionnel entre A et B ?

Les électrons vont de A vers B et le courant conventionnel de B vers A.

Les électrons et le courant conventionnel vont tous deux de A vers B.

Les électrons et le courant conventionnel vont tous deux de B vers A.

Les électrons vont de B vers A et le courant conventionnel de A vers B.

Explication

Les électrons, chargés négativement, se déplacent spontanément de B vers A lorsque $V_A\geq V_B$ , tandis que le courant conventionnel est orienté de A vers B. Confondre ces deux mouvements conduit à inverser le sens du courant conventionnel.

Answer

Les électrons vont de B vers A et le courant conventionnel de A vers B.

Question 13

13. Quelle expression représente la tension électrique entre les points A et B ?

V_{AB}=V_A\times V_B

V_{AB}=V_A+V_B

V_{AB}=V_B-V_A

V_{AB}=V_A-V_B

Explication

La tension $V_{AB}$ est la différence de potentiel entre A et B, définie par $V_{AB}=V_A-V_B$ . Elle ne correspond donc pas à un potentiel isolé ni à la somme des deux potentiels.

Answer

$$V_{AB}=V_A-V_B$$

Question 14

14. Une charge $q=2{,}0\,\mathrm{C}$ se déplace de A vers B avec $V_{AB}=3{,}0\,\mathrm{V}$ . Quelle énergie est fournie au récepteur ?

9{,}0\,\mathrm{J}

1{,}5\,\mathrm{J}

5{,}0\,\mathrm{J}

6{,}0\,\mathrm{J}

Explication

L’énergie fournie vaut $W_{AB}=qV_{AB}$ , soit $W_{AB}=2{,}0\times3{,}0=6{,}0\,\mathrm{J}$ . La valeur $5{,}0\,\mathrm{J}$ résulte d’une addition de la charge et de la tension au lieu de leur produit.

Answer

$$6{,}0\,\mathrm{J}$$

QCM : Charges, courants et tensions électriques — 14 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel type d’interaction peut s’exercer entre deux corps électriquement chargés sans contact mécanique direct ?

2. Quels sont les deux types de charges électriques distingués par leur signe ?

3. Deux charges ponctuelles $Q_A$ et $Q_B$ sont séparées par une distance $AB$ . Quelle expression donne la force exercée par $Q_A$ sur $Q_B$ selon la loi de Coulomb ?

4. Comment s’exprime la quantification microscopique d’une charge électrique isolée ?

5. Quelle propriété définit un système fermé dans l’étude de la conservation des charges ?

6. Dans un système fermé, quelle grandeur reste constante au cours du temps malgré d’éventuelles modifications des charges individuelles ?

7. Que mesure l’intensité électrique dans un conducteur ?

8. Une charge $\Delta q$ traverse une section de conducteur pendant une durée finie $\Delta t$ . Quelle relation définit l’intensité moyenne ?

9. Dans un conducteur où les porteurs de charge sont négatifs, dans quel sens le courant conventionnel est-il orienté ?

10. Quelle caractéristique définit un régime stationnaire dans un circuit électrique ?

11. Dans une branche sans ramification, une intensité vaut $I_A=0{,}40\,\mathrm{A}$ au point A. Quelle est son intensité au point B de la même branche ?

12. Lorsque $V_A\geq V_B$ , dans quelles directions se déplacent les électrons et le courant conventionnel entre A et B ?

13. Quelle expression représente la tension électrique entre les points A et B ?

14. Une charge $q=2{,}0\,\mathrm{C}$ se déplace de A vers B avec $V_{AB}=3{,}0\,\mathrm{V}$ . Quelle énergie est fournie au récepteur ?

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QCM : Charges, courants et tensions électriques — 14 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel type d’interaction peut s’exercer entre deux corps électriquement chargés sans contact mécanique direct ?

2. Quels sont les deux types de charges électriques distingués par leur signe ?

3. Deux charges ponctuelles QAQ_AQA​ et QBQ_BQB​ sont séparées par une distance ABABAB. Quelle expression donne la force exercée par QAQ_AQA​ sur QBQ_BQB​ selon la loi de Coulomb ?

4. Comment s’exprime la quantification microscopique d’une charge électrique isolée ?

5. Quelle propriété définit un système fermé dans l’étude de la conservation des charges ?

6. Dans un système fermé, quelle grandeur reste constante au cours du temps malgré d’éventuelles modifications des charges individuelles ?

7. Que mesure l’intensité électrique dans un conducteur ?

8. Une charge Δq\Delta qΔq traverse une section de conducteur pendant une durée finie Δt\Delta tΔt. Quelle relation définit l’intensité moyenne ?

9. Dans un conducteur où les porteurs de charge sont négatifs, dans quel sens le courant conventionnel est-il orienté ?

10. Quelle caractéristique définit un régime stationnaire dans un circuit électrique ?

11. Dans une branche sans ramification, une intensité vaut IA=0,40 AI_A=0{,}40\,\mathrm{A}IA​=0,40A au point A. Quelle est son intensité au point B de la même branche ?

12. Lorsque VA≥VBV_A\geq V_BVA​≥VB​, dans quelles directions se déplacent les électrons et le courant conventionnel entre A et B ?

13. Quelle expression représente la tension électrique entre les points A et B ?

14. Une charge q=2,0 Cq=2{,}0\,\mathrm{C}q=2,0C se déplace de A vers B avec VAB=3,0 VV_{AB}=3{,}0\,\mathrm{V}VAB​=3,0V. Quelle énergie est fournie au récepteur ?

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3. Deux charges ponctuelles $Q_A$ et $Q_B$ sont séparées par une distance $AB$ . Quelle expression donne la force exercée par $Q_A$ sur $Q_B$ selon la loi de Coulomb ?

8. Une charge $\Delta q$ traverse une section de conducteur pendant une durée finie $\Delta t$ . Quelle relation définit l’intensité moyenne ?

11. Dans une branche sans ramification, une intensité vaut $I_A=0{,}40\,\mathrm{A}$ au point A. Quelle est son intensité au point B de la même branche ?

12. Lorsque $V_A\geq V_B$ , dans quelles directions se déplacent les électrons et le courant conventionnel entre A et B ?

14. Une charge $q=2{,}0\,\mathrm{C}$ se déplace de A vers B avec $V_{AB}=3{,}0\,\mathrm{V}$ . Quelle énergie est fournie au récepteur ?