QCM : Courants et tensions électriques (17 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un fil métallique puis dans une solution électrolytique, quelle description caractérise le courant électrique dans les deux milieux ?

Un déplacement d’électrons libres, quelle que soit la nature du milieu
Une circulation d’ions produite par le générateur dans chaque milieu
Un mouvement d’ensemble de porteurs de charge, dont la nature dépend du milieu
Un mouvement des atomes qui composent le conducteur ou la solution

Un mouvement d’ensemble de porteurs de charge, dont la nature dépend du milieu

Explication

Le courant électrique est un mouvement d’ensemble de porteurs de charge, et ces porteurs varient selon le milieu. Les électrons libres sont propres au cas métallique, les ions au cas de l’électrolyte, et le générateur n’est pas lui-même le courant.

2. Une solution contient des porteurs de charge appelés ions ; comment nomme-t-on cette solution ?

Un isolant électrique
Un ion
Un conducteur métallique
Un électrolyte

Un électrolyte

Explication

Une solution contenant des porteurs de charge appelés ions est un électrolyte. Un ion est un porteur présent dans la solution, tandis qu’un conducteur métallique et un isolant désignent d’autres types de milieux.

3. Dans un circuit fermé, un technicien suit le sens conventionnel du courant sur la partie extérieure du générateur. De quelle borne vers quelle borne le représente-t-il ?

De la borne positive vers la borne négative
De la borne négative vers la borne positive
De la borne positive vers l’intérieur du générateur
De l’anode vers la cathode dans le circuit extérieur

De la borne positive vers la borne négative

Explication

À l’extérieur du générateur, le courant conventionnel va de la borne positive vers la borne négative. Le déplacement des électrons est opposé, et l’anode et la cathode concernent le mouvement des ions dans un électrolyte.

4. Dans une cellule électrolytique, quelle direction prennent les ions négatifs et les ions positifs ?

Les cations vont vers la borne positive et les anions vers la borne négative
Les anions vont vers la borne positive et les cations vers la borne négative
Les cations vont vers l’anode et les anions vers la cathode
Les anions vont vers l’anode et les cations vers la cathode

Les anions vont vers l’anode et les cations vers la cathode

Explication

Dans un électrolyte, les anions se déplacent vers l’anode tandis que les cations se déplacent vers la cathode. Inverser leurs destinations confond les deux types d’ions ; les autres réponses substituent aux électrodes les bornes du générateur ou les directions propres aux électrons.

5. Pour mesurer le courant qui traverse une lampe, comment faut-il intégrer le multimètre au circuit ?

En dérivation, en mode ampèremètre
Aux bornes de la lampe, en mode voltmètre
En série, en mode ampèremètre
En série, en mode voltmètre

En série, en mode ampèremètre

Explication

En mode ampèremètre, le multimètre doit être traversé par le courant à mesurer, ce qui impose un branchement en série. Le branchement en dérivation ou en mode voltmètre confond la mesure de l’intensité avec celle de la tension.

6. Une élève doit mesurer une intensité inconnue avec un multimètre. Quelle démarche de réglage lui permet de limiter le risque de dépassement tout en affinant ensuite la mesure ?

Choisir ampèremètre et type de courant, commencer au calibre minimal puis l’augmenter progressivement
Choisir ampèremètre et type de courant, garder le calibre maximal pour maximiser la précision
Choisir ampèremètre et type de courant, commencer au calibre maximal puis le réduire progressivement
Choisir voltmètre et type de courant, commencer au calibre maximal puis le réduire progressivement

Choisir ampèremètre et type de courant, commencer au calibre maximal puis le réduire progressivement

Explication

Il faut sélectionner la fonction ampèremètre et le type de courant, commencer par le calibre le plus élevé, puis le réduire progressivement pour gagner en précision. Commencer au calibre minimal inverse la démarche prudente, tandis que le mode voltmètre ou le maintien du calibre maximal ne convient pas à l’objectif.

7. Dans un circuit en série, un élève relève une intensité de 0,24 A0{,}24\,\text{A} en un point. Quelle intensité doit-il mesurer en un autre point du circuit ?

Une valeur inférieure à 0,24 A0{,}24\,\text{A}
La somme des intensités des autres branches
0,24 A0{,}24\,\text{A}
Une valeur supérieure à 0,24 A0{,}24\,\text{A}

$$0{,}24\,\text{A}$$

Explication

Dans un circuit en série, l’intensité est identique en tout point, donc elle reste égale à 0,24 A0{,}24\,\text{A}. La somme des courants concerne un nœud en dérivation, et une diminution après un dipôle ne correspond pas à la loi du circuit série.

8. Dans un circuit en dérivation, une intensité de 0,70 A0{,}70\,\text{A} arrive à un nœud et une intensité de 0,25 A0{,}25\,\text{A} en repart dans une branche. Quelle intensité repart dans l’autre branche ?

0,70 A0{,}70\,\text{A}
−0,45 A-0{,}45\,\text{A}
0,25 A0{,}25\,\text{A}
0,45 A0{,}45\,\text{A}

$$0{,}45\,\text{A}$$

Explication

Au nœud, l’intensité entrante est égale à la somme des intensités sortantes : 0,70=0,25+I0{,}70 = 0{,}25 + I, donc I=0,45 AI = 0{,}45\,\text{A}. Le résultat négatif vient d’une soustraction inversée, tandis que reprendre l’intensité entrante dans une branche ou égaler les branches confond la loi des nœuds avec d’autres relations.

9. Dans une installation, la masse métallique d’un circuit est reliée par un fil à une plaque enfouie dans le sol. Quel est le rôle de cette liaison en cas de défaut électrique ?

Isoler la masse métallique du circuit pour empêcher tout courant
Réduire l’intensité normale en ajoutant une résistance en série
Évacuer des électrons dans le sol et réduire le risque d’électrocution
Faire fondre un conducteur pour ouvrir le circuit en cas de surintensité

Évacuer des électrons dans le sol et réduire le risque d’électrocution

Explication

La mise à la terre relie la masse à un conducteur enfoui afin d’évacuer les électrons dans le sol et de limiter le risque d’électrocution. La fusion d’un conducteur relève du fusible, la résistance en série ne décrit pas le rôle de la terre et celle-ci relie la masse au sol au lieu de l’en isoler.

10. Un appareil protégé par un fusible subit une intensité supérieure à la valeur prévue pour ce fusible. Que se passe-t-il ?

Le fil du fusible fond et le circuit est coupé
Le fil du fusible fond lorsque l’intensité passe sous son seuil
La résistance du fusible augmente sans interrompre le circuit
La masse est reliée au sol et les électrons y sont évacués

Le fil du fusible fond et le circuit est coupé

Explication

Quand l’intensité dépasse une certaine valeur, le fil du fusible fond et coupe le circuit. La liaison au sol correspond à la mise à la terre, une hausse de résistance sans coupure ne décrit pas le fonctionnement indiqué, et le seuil concerne une intensité trop élevée, non trop faible.

11. Dans un circuit, le potentiel au point A vaut 12 V12\ \text{V} et celui du point B vaut 5 V5\ \text{V}. Quelle est la tension UABU_{AB} ?

17 V17\ \text{V}
−7 V-7\ \text{V}
5 V5\ \text{V}
7 V7\ \text{V}

$$7\ \text{V}$$

Explication

La tension entre A et B est la différence VA−VBV_A-V_B : 12−5=7 V12-5=7\ \text{V}. Le résultat −7 V-7\ \text{V} inverse l’ordre des potentiels, 17 V17\ \text{V} les additionne et 5 V5\ \text{V} reprend le potentiel de B.

12. Pour mesurer UABU_{AB}, comment faut-il brancher les bornes du voltmètre ?

Borne COM sur A et borne V sur B
Borne COM sur A et borne V sur un troisième point
Borne V sur A et borne COM sur B
Borne V et borne COM toutes deux sur A

Borne V sur A et borne COM sur B

Explication

Pour mesurer UABU_{AB}, le voltmètre se relie entre A et B, avec V sur A et COM sur B. Le branchement inversé correspond à UBAU_{BA}, deux bornes sur A ne mesurent pas la tension entre A et B, et un troisième point ne convient pas.

13. Un voltmètre indique une tension négative entre deux points. Quelle interprétation est correcte ?

La tension est une grandeur algébrique et peut être négative
La tension est nulle puisque le voltmètre affiche un signe négatif
L’appareil mesure une intensité électrique plutôt qu’une tension
La tension est nécessairement positive et le signe indique une panne

La tension est une grandeur algébrique et peut être négative

Explication

Une tension est une grandeur algébrique : sa valeur peut être positive ou négative selon l’ordre des points considéré. Un signe négatif ne signifie pas une tension nulle ni une panne, et il ne transforme pas la mesure en intensité.

14. Dans un circuit en série, un générateur fournit une tension de 12 V12\,\text{V}. Trois éléments successifs ont des tensions de 3 V3\,\text{V}, 4 V4\,\text{V} et 2 V2\,\text{V} ; quelle est la tension aux bornes du quatrième élément ?

5 V5\,\text{V}
3 V3\,\text{V}
4 V4\,\text{V}
9 V9\,\text{V}

$$3\,\text{V}$$

Explication

En série, la tension du générateur est la somme des tensions de tous les éléments : la tension restante vaut 12−(3+4+2)=3 V12-(3+4+2)=3\,\text{V}. 5 V5\,\text{V} résulte d’une soustraction erronée, tandis que 4 V4\,\text{V} reprend une tension déjà donnée et 9 V9\,\text{V} omet une chute de tension.

15. En parcourant une maille dans un sens fixé, un élève additionne les tensions algébriques mesurées le long du trajet. Quel résultat doit-il obtenir ?

Une somme algébrique toujours positive
Une somme algébrique égale à la tension du générateur
Une somme algébrique égale au courant entrant dans la maille
Une somme algébrique égale à zéro

Une somme algébrique égale à zéro

Explication

La loi des mailles impose que la somme algébrique des tensions parcourues le long d’une maille soit nulle. Assimiler cette somme à la tension du générateur confond la loi des mailles avec l’additivité en série, et les réponses sur le courant ou une somme toujours positive ignorent la grandeur algébrique considérée.

16. Deux dipôles sont placés en dérivation entre les mêmes deux points d’un circuit. Si la tension aux bornes du premier vaut 8 V8\,\text{V}, quelle est celle du second ?

La tension du second dipôle dépend de celle du générateur et peut être différente
0 V0\,\text{V}
La somme des tensions des deux dipôles, soit 16 V16\,\text{V}
8 V8\,\text{V}

$$8\,\text{V}$$

Explication

En dérivation, les dipôles reliés aux mêmes points ont des tensions égales : le second dipôle a donc une tension de 8 V8\,\text{V}. La somme de 16 V16\,\text{V} applique à tort l’additivité en série, et une tension nulle ou différente ne respecte pas l’égalité des tensions en dérivation.

17. Quels penseurs sont associés aux deux modèles de l’atome mentionnés pour la Grèce antique ?

Démocrite et Dalton
Aristote et Bohr
Platon et Rutherford
Démocrite et Aristote

Démocrite et Aristote

Explication

Les deux modèles antiques de l’atome mentionnés sont ceux de Démocrite et d’Aristote. Dalton, Bohr et Rutherford sont des figures associées à des développements ultérieurs, tandis que Platon ne remplace pas Aristote dans cette paire.

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Qu’est-ce qu’un courant électrique ?

Un mouvement d’ensemble de porteurs de charge.

De quoi dépend la nature des porteurs de charge d’un courant électrique ?

Du milieu considéré.

À l’extérieur d’un générateur, de quelle borne à quelle borne va le courant conventionnel ?

De la borne positive vers la borne négative.

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