QCM : Électricité et circuits électriques (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans le modèle de Rutherford, quelle structure décrit correctement un atome ?

Des protons et des électrons réunis dans un noyau sans neutrons
Un noyau d’électrons entouré de protons et de neutrons
Des neutrons répartis autour d’un noyau composé d’électrons
Un noyau de protons et de neutrons entouré d’électrons

Un noyau de protons et de neutrons entouré d’électrons

Explication

Le modèle de Rutherford situe les protons et les neutrons dans le noyau, tandis que les électrons l’entourent. Une représentation plaçant les électrons dans le noyau inverse la structure décrite par ce modèle.

2. Quelle association entre particules atomiques et charges électriques est correcte ?

Le proton est positif, l’électron négatif et le neutron neutre
Le proton est positif, l’électron neutre et le neutron négatif
Le proton est neutre, l’électron négatif et le neutron positif
Le proton est négatif, l’électron positif et le neutron neutre

Le proton est positif, l’électron négatif et le neutron neutre

Explication

Les protons portent une charge positive, les électrons une charge négative et les neutrons n’ont pas de charge électrique. Inverser les signes du proton et de l’électron ne correspond pas à leurs propriétés.

3. Combien de protons et d’électrons un atome neutre possède-t-il l’un par rapport à l’autre ?

Plus de protons que d’électrons
Autant de protons que d’électrons
Aucun proton et aucun électron
Plus d’électrons que de protons

Autant de protons que d’électrons

Explication

Dans un atome neutre, les charges positives des protons compensent les charges négatives des électrons, qui sont donc présents en nombres égaux. Un excès de l’une de ces particules donnerait une charge nette à l’atome.

4. Un corps chargé négativement possède un excès d’électrons, tandis qu’un corps chargé positivement présente quel changement ?

Il a perdu des électrons et en présente un manque
Il a capté des protons et en présente un excès
Il a capté des électrons et en présente un excès
Il a perdu des protons et en présente un manque

Il a perdu des électrons et en présente un manque

Explication

Un corps devient positif lorsqu’il perd des électrons, ce qui laisse un manque de charges négatives. La capture d’électrons correspond plutôt à un excès d’électrons et donc à une charge négative.

5. Quelle valeur approximative et quelle définition correspondent à la charge élémentaire qeq_e ?

La charge d’un électron, égale en valeur absolue et de même signe que celle d’un proton, soit environ 1,6×10−19,C1,6 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}
La charge d’un proton, égale en valeur absolue et opposée à celle d’un électron, soit environ 1,6×10−19,C1,6 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}
La somme des charges d’un proton et d’un électron, soit environ 1,6×10−19,C1,6 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}
La charge d’un neutron, égale en valeur absolue à celle d’un proton, soit environ 1,6×10−19,C1,6 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}

La charge d’un proton, égale en valeur absolue et opposée à celle d’un électron, soit environ $$1,6 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}$$

Explication

La charge élémentaire est la charge positive d’un proton ; l’électron porte une charge de même valeur absolue, mais de signe opposé. Le neutron, contrairement à ce que suppose une autre interprétation, est électriquement neutre.

6. Que signifie la quantification de la charge électrique d’un corps ?

Sa charge peut prendre toute valeur réelle, car les électrons se transfèrent en fractions continues
Sa charge est un multiple entier de la charge d’un neutron, car les neutrons se déplacent entre les corps
Sa charge est toujours égale à la charge élémentaire, quel que soit le nombre d’électrons transférés
Sa charge est un multiple entier de la charge élémentaire, car les électrons se transfèrent par unités entières

Sa charge est un multiple entier de la charge élémentaire, car les électrons se transfèrent par unités entières

Explication

La charge électrique s’écrit comme un multiple entier de la charge élémentaire, puisque les électrons transférés sont des particules entières. L’idée d’un transfert continu en fractions d’électron ne respecte pas cette quantification.

7. Deux corps électrisés de signes contraires sont rapprochés : quelle interaction observe-t-on ?

Ils se repoussent, tandis que deux corps de même signe s’attirent
Ils s’attirent, tout comme deux corps de même signe
Ils se repoussent, tout comme deux corps de même signe
Ils s’attirent, tandis que deux corps de même signe se repoussent

Ils s’attirent, tandis que deux corps de même signe se repoussent

Explication

Les charges de signes contraires s’attirent, alors que les charges de même signe se repoussent. La répulsion entre deux corps de signes contraires inverse cette règle d’interaction.

8. Lors du frottement de deux corps isolants, quel rôle joue le travail de la force de frottement ?

Il bloque le transfert de charges et provoque seulement leur redistribution interne
Il crée des électrons qui s’ajoutent aux deux corps pendant le frottement
Il fournit l’énergie permettant le transfert d’électrons entre les corps
Il fixe un transfert de protons entre les corps, indépendamment de leur nature

Il fournit l’énergie permettant le transfert d’électrons entre les corps

Explication

Le travail de la force de frottement fournit l’énergie nécessaire au transfert d’électrons entre les deux isolants. Ce mécanisme ne crée pas de charges nouvelles : il met en jeu le transfert d’électrons.

9. Un corps électrisé est approché d’un corps neutre sans le toucher : que décrit l’électrisation par influence ?

Un transfert d’électrons vers le corps neutre, qui acquiert alors une charge de même signe
Un transfert de protons vers le corps neutre, qui acquiert alors une charge de signe contraire
Une redistribution temporaire des charges sans transfert d’électrons, le corps influencé restant neutre dans son ensemble
Une création de charges dans le corps neutre, qui devient chargé sans redistribution interne

Une redistribution temporaire des charges sans transfert d’électrons, le corps influencé restant neutre dans son ensemble

Explication

L’influence redistribue temporairement les charges dans le corps neutre sans transfert d’électrons, si bien que sa charge globale demeure nulle. Un transfert d’électrons caractérise plutôt une électrisation par contact.

10. Après qu’un corps neutre a touché un corps électrisé, que prévoit l’électrisation par contact ?

Les deux corps acquièrent des charges de signes contraires et s’attirent
Les deux corps acquièrent une charge de même signe et se repoussent
Le corps électrisé perd sa charge et les deux corps restent neutres
Le corps neutre reste globalement neutre et les charges s’y redistribuent

Les deux corps acquièrent une charge de même signe et se repoussent

Explication

Lors du contact, des électrons sont reçus ou cédés, et les deux corps finissent chargés avec le même signe, ce qui entraîne leur répulsion. La redistribution sans transfert et la neutralité globale décrivent plutôt l’influence.

11. Comment la charge électrique totale de l’univers évolue-t-elle lors d’une électrisation ?

Elle diminue, car le contact détruit une partie des charges électriques transférées
Elle reste constante, car des électrons sont transférés entre corps sans création de charges
Elle augmente, car le frottement crée des électrons supplémentaires dans les corps
Elle change de signe, car chaque transfert inverse la charge totale de l’univers

Elle reste constante, car des électrons sont transférés entre corps sans création de charges

Explication

Les électrisations redistribuent les électrons entre les corps sans créer de charges, ce qui conserve la charge électrique totale de l’univers. Le frottement fournit de l’énergie au transfert, mais ne produit pas de charges supplémentaires.

12. Quel est le rôle d’un circuit électrique reliant un générateur à des récepteurs ?

Transférer l’énergie électrique du générateur vers les récepteurs par des conducteurs en contact
Transformer l’énergie des récepteurs en énergie électrique destinée au générateur
Stocker l’énergie électrique dans les conducteurs avant de la rendre au générateur
Isoler les récepteurs du générateur tout en maintenant le déplacement des charges

Transférer l’énergie électrique du générateur vers les récepteurs par des conducteurs en contact

Explication

Un circuit est une suite de conducteurs en contact qui transfère l’énergie électrique du générateur vers les récepteurs. Le stockage de l’énergie dans les conducteurs ne définit pas le rôle d’un circuit.

13. Dans un circuit en série, que se passe-t-il si un récepteur tombe en panne et interrompt le circuit ?

Le générateur alimente les autres récepteurs en créant automatiquement une nouvelle boucle.
Les autres récepteurs cessent aussi de fonctionner, car ils partagent une seule boucle.
Les récepteurs situés après la panne cessent de fonctionner, mais les autres restent alimentés.
Les récepteurs des autres boucles continuent de fonctionner indépendamment de la panne.

Les autres récepteurs cessent aussi de fonctionner, car ils partagent une seule boucle.

Explication

Un circuit en série comporte une seule boucle, donc l’interruption provoquée par la panne empêche les autres récepteurs de fonctionner. Le fonctionnement indépendant des autres boucles caractérise un circuit en dérivation.

14. Dans une installation en dérivation, une ampoule d’une boucle grille ; quel effet cela a-t-il sur un récepteur d’une autre boucle ?

Il reçoit davantage d’énergie, car la panne détourne le courant vers sa boucle.
Il peut continuer à fonctionner, car sa boucle n’est pas interrompue par cette panne.
Il fonctionne seulement si l’ampoule grillée est remplacée par un fil conducteur.
Il s’éteint aussi, car toutes les boucles dépendent du même trajet de courant.

Il peut continuer à fonctionner, car sa boucle n’est pas interrompue par cette panne.

Explication

En dérivation, chaque boucle contenant le générateur et un récepteur constitue un trajet distinct, ce qui permet aux autres récepteurs de fonctionner malgré la panne. L’interruption de tous les récepteurs correspond au comportement d’un circuit en série.

15. Pourquoi le court-circuit d’un générateur présente-t-il un danger important ?

Il ajoute plusieurs récepteurs en série et provoque une baisse de tension aux bornes.
Il relie ses deux bornes par le même fil et entraîne une intensité de courant très grande.
Il relie les bornes de chaque récepteur et réduit l’intensité dans le générateur.
Il sépare ses deux bornes par un isolant et empêche toute circulation du courant.

Il relie ses deux bornes par le même fil et entraîne une intensité de courant très grande.

Explication

Un court-circuit relie les deux bornes d’un dipôle avec le même fil ; appliqué au générateur, il provoque une très grande intensité et devient dangereux. Un circuit ouvert, qui empêche le courant de circuler, ne décrit pas ce phénomène.

16. Que représente l’intensité du courant électrique dans un conducteur ?

La quantité de charge qui traverse une section du conducteur par unité de temps
La quantité d’énergie électrique stockée dans une section du conducteur
La durée nécessaire pour que le générateur fournisse une charge donnée
La différence de potentiel électrique entre deux points du conducteur

La quantité de charge qui traverse une section du conducteur par unité de temps

Explication

L’intensité mesure la quantité de charge qui traverse une section d’un conducteur par unité de temps. La différence de potentiel est une autre grandeur électrique et ne correspond pas à cette définition.

17. Une charge QQ traverse une section de conducteur pendant une durée Δt\Delta t ; quelle relation permet de calculer l’intensité II ?

I=QΔtI=\frac{Q}{\Delta t}
I=Q×ΔtI=Q\times\Delta t
I=Q+ΔtI=Q+\Delta t
I=ΔtQI=\frac{\Delta t}{Q}

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

Explication

L’intensité est égale à la charge traversant la section divisée par la durée correspondante. Multiplier la charge par la durée ne donne pas cette relation.

18. Comment faut-il brancher un ampèremètre pour mesurer l’intensité qui traverse un récepteur ?

En série avec le récepteur, de façon que le courant traverse l’ampèremètre.
En dérivation avec le récepteur, afin que le courant contourne l’ampèremètre.
Aux bornes du générateur, sans placer l’ampèremètre dans la boucle du récepteur.
En dérivation avec le générateur, en retirant le récepteur du circuit.

En série avec le récepteur, de façon que le courant traverse l’ampèremètre.

Explication

L’ampèremètre doit être traversé par le courant qui traverse le récepteur ; il se branche donc en série avec celui-ci. Un branchement en dérivation ne place pas l’appareil sur le trajet du courant à mesurer.

19. Dans un circuit métallique, comment se comparent le sens conventionnel du courant et le déplacement des électrons ?

Le courant conventionnel va du positif vers le négatif, tandis que les électrons vont en sens inverse.
Le courant conventionnel et les électrons vont du positif vers le négatif dans le métal.
Le courant conventionnel va du négatif vers le positif, comme les électrons dans le métal.
Le courant conventionnel circule du positif vers le négatif, tandis que les électrons restent immobiles.

Le courant conventionnel va du positif vers le négatif, tandis que les électrons vont en sens inverse.

Explication

Le sens conventionnel du courant va de la borne positive vers la borne négative, alors que les électrons se déplacent en sens inverse. L’idée qu’ils se déplacent dans le même sens confond ces deux directions.

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Selon le modèle de Rutherford, de quoi se compose le noyau d’un atome ?

De protons et de neutrons.

Selon le modèle de Rutherford, quelles particules entourent le noyau d’un atome ?

Des électrons.

Quelle charge porte un proton ?

Une charge positive.

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