QCM : Énergie électrique et alternateurs (15 questions)

Question 1

1. Un conducteur ohmique de résistance $20\,\Omega$ est traversé par un courant de $0{,}30\,\text{A}$ . Quelle tension existe entre ses bornes ?

0{,}015\,\text{V}

20{,}3\,\text{V}

66{,}7\,\text{V}

6\,\text{V}

Explication

La loi d'Ohm donne $U=R\times i$ , donc $20\times0{,}30=6\,\text{V}$ . La valeur $66{,}7\,\text{V}$ vient d'une division, $0{,}015\,\text{V}$ d'une multiplication par erreur, et $20{,}3\,\text{V}$ d'une addition.

Answer

$$6\,\text{V}$$

Question 2

2. Un appareil fonctionne sous $12\,\text{V}$ et est traversé par un courant de $2{,}5\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique consomme-t-il ?

14{,}5\,\text{W}

30\,\text{J}

4{,}8\,\text{W}

30\,\text{W}

Explication

La puissance vérifie $P=U\times i$ , soit $12\times2{,}5=30\,\text{W}$ . $14{,}5\,\text{W}$ correspond à une addition, $4{,}8\,\text{W}$ à une division, et le joule est une unité d'énergie, pas de puissance.

Answer

$$30\,\text{W}$$

Question 3

3. Une lampe de puissance $8\,\text{W}$ reste allumée pendant $25\,\text{s}$ . Quelle énergie électrique consomme-t-elle ?

200\,\text{J}

33\,\text{J}

0{,}0556\,\text{J}

0{,}32\,\text{J}

Explication

Avec le temps en secondes, $E=P\times\Delta t=8\times25=200\,\text{J}$ . $0{,}32\,\text{J}$ résulte d'une division, $33\,\text{J}$ d'une addition, et la conversion en kilowattheures ne convient pas à ce calcul en joules.

Answer

$$200\,\text{J}$$

Question 4

4. En quelle année l'expérience d'Ørsted met-elle en évidence la déviation de l'aiguille d'une boussole près d'un fil parcouru par un courant ?

1800

1831

1882

1820

Explication

L'expérience d'Ørsted date de 1820 et montre la déviation d'une boussole près d'un conducteur parcouru par un courant. 1831 est associé aux travaux de Faraday sur l'induction, tandis que les autres dates ne correspondent pas à cette expérience.

Answer

Un courant électrique produit un champ magnétique.

Answer

Mettre l'aimant en mouvement par rapport à la bobine.

Answer

Il ne détecte pas de courant.

Answer

Un alternateur.

Answer

Le rotor et le stator.

Answer

Un courant alternatif et périodique.

Answer

Le quotient de l’énergie utile par l’énergie reçue

Answer

$$\eta = \frac{600}{800} = 0,75$$

Answer

Il est inférieur à 1

Answer

$$\eta \approx \frac{700}{735} \approx 0,95$$, soit 95 %

Answer

L’énergie mécanique du vent devient de l’énergie électrique grâce notamment à un alternateur

Question 5

5. Lors d'une démonstration, un fil parcouru par un courant dévie l'aiguille d'une boussole proche. Quelle conclusion cette observation permet-elle de tirer ?

Une boussole produit un courant électrique dans le fil.

Un champ magnétique produit nécessairement un courant électrique.

Un courant électrique produit un champ magnétique.

Le courant électrique supprime le champ magnétique autour du fil.

Explication

La déviation de la boussole révèle qu'un courant électrique produit un champ magnétique. L'idée qu'un champ magnétique produise un courant relève de l'induction, la boussole détecte ici le champ, et l'observation ne montre pas une suppression de celui-ci.

Question 6

6. Une bobine reste immobile près d'un aimant immobile et aucun courant induit n'est détecté. Quelle modification met en place les conditions nécessaires à la production d'un courant par induction ?

Ajouter une deuxième bobine immobile près de l'aimant.

Remplacer l'aimant par un galvanomètre immobile.

Mettre l'aimant en mouvement par rapport à la bobine.

Augmenter la résistance de la bobine sans déplacer l'aimant.

Explication

L'induction nécessite une source de champ magnétique, une bobine et un mouvement relatif entre eux; déplacer l'aimant par rapport à la bobine apporte cette condition. Une bobine supplémentaire ou une résistance différente ne crée pas ce mouvement, et le galvanomètre sert à détecter le courant.

Question 7

7. En 1825, que constate Jean-Daniel Colladon après avoir rapproché un aimant d’une bobine alors que le galvanomètre se trouve dans une pièce éloignée ?

Il ne détecte pas de courant.

Il détecte un courant alternatif.

Il détecte un courant seulement au retrait de l’aimant.

Il détecte un courant constant.

Explication

Colladon ne détecte pas de courant dans ces conditions, car le galvanomètre éloigné ne révèle aucune déviation. L’idée d’un courant détecté confond cette expérience avec une observation d’induction, et les autres réponses ajoutent des résultats ou des gestes qui ne sont pas rapportés.

Question 8

8. Une équipe cherche un appareil qui transforme un mouvement mécanique en électricité grâce à l’induction électromagnétique. Quel appareil doit-elle choisir ?

Un moteur électrique.

Un galvanomètre.

Un aimant permanent.

Un alternateur.

Explication

Un alternateur produit de l’électricité par induction électromagnétique. L’aimant fournit un champ magnétique, le galvanomètre détecte un courant et le moteur électrique utilise l’électricité pour produire un mouvement.

Question 9

9. Dans un alternateur en fonctionnement, une pièce tourne autour de l’axe tandis qu’une autre reste fixée au bâti. Comment les nomme-t-on respectivement ?

Le rotor et le rotor.

Le stator et le rotor.

Le rotor et le stator.

Le stator et le stator.

Explication

Le rotor est la partie en rotation et le stator la partie immobile. L’inversion des noms, ainsi que l’attribution du même nom aux deux pièces, confond ces rôles distincts.

Question 10

10. Un dispositif fait tourner régulièrement une bobine à proximité d’un aimant. Quel type de courant cette rotation peut-elle produire ?

Un courant alternatif sans périodicité.

Un courant alternatif et périodique.

Un courant continu et périodique.

Un courant constant et continu.

Explication

La rotation de la bobine ou de l’aimant peut produire un courant alternatif et périodique. Un courant constant ou continu ne traduit pas l’alternance entre signes, tandis qu’un courant alternatif non périodique omet la répétition associée à la rotation.

Question 11

11. Pour caractériser un alternateur, quelle grandeur exprime son rendement ?

La différence entre l’énergie reçue et l’énergie utile

Le quotient de l’énergie reçue par l’énergie utile

La somme de l’énergie utile et de l’énergie reçue

Le quotient de l’énergie utile par l’énergie reçue

Explication

Le rendement compare l’énergie utile obtenue à l’énergie reçue par l’alternateur. La somme correspond à une confusion avec un bilan énergétique, le quotient inverse renverse les termes et la différence renvoie à l’énergie dissipée.

Question 12

12. Un alternateur reçoit une puissance de 800 W et fournit une puissance utile de 600 W. Quelle expression donne son rendement, sans unité ?

\eta = 800 - 600 = 200

\eta = 600\;\text{W}

\eta = \frac{600}{800} = 0,75

\eta = \frac{800}{600} \approx 1,33

Explication

Le rendement est le quotient de la puissance utile par la puissance reçue : $600/800=0,75$ , sans unité. Le quotient inversé échange les rôles des puissances, la différence n’est pas le rendement et le watt est une unité de puissance.

Question 13

13. Lorsqu’un alternateur reçoit 500 J et qu’une partie de cette énergie est dissipée sous forme thermique, quelle conclusion s’applique à son rendement ?

Il est inférieur à 1

Il est égal à 1

Il est supérieur à 1

Il est indéterminé parce que l’énergie est dissipée

Explication

Une partie de l’énergie reçue étant dissipée, l’énergie utile est inférieure à l’énergie reçue et le rendement est inférieur à 1. Un rendement égal à 1 supposerait l’absence de pertes, tandis qu’un rendement supérieur à 1 contredit le bilan énergétique.

Question 14

14. Une centrale hydroélectrique fournit 700 GWh d’énergie utile à partir de 735 GWh apportés par la turbine. Quel rendement approximatif obtient-on ?

\eta \approx \frac{735}{700} \approx 1,05

, soit 105 %

\eta \approx \frac{700}{735} \approx 0,095

, soit 9,5 %

\eta = 735 - 700 = 35

, soit 35 %

\eta \approx \frac{700}{735} \approx 0,95

, soit 95 %

Explication

Le rendement se calcule en divisant l’énergie utile par l’énergie reçue : $700/735\approx0,95$ , soit environ 95 %. Le quotient inversé dépasse 1, la différence donne une perte en GWh et non un rendement, et la conversion en pourcentage exige de multiplier 0,95 par 100.

Question 15

15. Dans une installation éolienne, quelle chaîne décrit la conversion d’énergie assurée par l’éolienne ?

L’énergie mécanique du vent devient de l’énergie électrique grâce notamment à un alternateur

L’énergie électrique devient l’énergie mécanique du vent grâce notamment à un alternateur

L’énergie chimique du vent devient de l’énergie électrique grâce notamment à un alternateur

L’énergie mécanique du vent devient de l’énergie thermique grâce notamment à un alternateur

Explication

Une éolienne convertit l’énergie mécanique du vent en énergie électrique, notamment au moyen d’un alternateur. L’énergie électrique n’est pas la source mécanique, l’énergie thermique n’est pas la sortie visée et le vent fournit une énergie mécanique, non chimique.

QCM : Énergie électrique et alternateurs (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un conducteur ohmique de résistance $20\,\Omega$ est traversé par un courant de $0{,}30\,\text{A}$ . Quelle tension existe entre ses bornes ?

2. Un appareil fonctionne sous $12\,\text{V}$ et est traversé par un courant de $2{,}5\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique consomme-t-il ?

3. Une lampe de puissance $8\,\text{W}$ reste allumée pendant $25\,\text{s}$ . Quelle énergie électrique consomme-t-elle ?

4. En quelle année l'expérience d'Ørsted met-elle en évidence la déviation de l'aiguille d'une boussole près d'un fil parcouru par un courant ?

5. Lors d'une démonstration, un fil parcouru par un courant dévie l'aiguille d'une boussole proche. Quelle conclusion cette observation permet-elle de tirer ?

6. Une bobine reste immobile près d'un aimant immobile et aucun courant induit n'est détecté. Quelle modification met en place les conditions nécessaires à la production d'un courant par induction ?

7. En 1825, que constate Jean-Daniel Colladon après avoir rapproché un aimant d’une bobine alors que le galvanomètre se trouve dans une pièce éloignée ?

8. Une équipe cherche un appareil qui transforme un mouvement mécanique en électricité grâce à l’induction électromagnétique. Quel appareil doit-elle choisir ?

9. Dans un alternateur en fonctionnement, une pièce tourne autour de l’axe tandis qu’une autre reste fixée au bâti. Comment les nomme-t-on respectivement ?

10. Un dispositif fait tourner régulièrement une bobine à proximité d’un aimant. Quel type de courant cette rotation peut-elle produire ?

11. Pour caractériser un alternateur, quelle grandeur exprime son rendement ?

12. Un alternateur reçoit une puissance de 800 W et fournit une puissance utile de 600 W. Quelle expression donne son rendement, sans unité ?

13. Lorsqu’un alternateur reçoit 500 J et qu’une partie de cette énergie est dissipée sous forme thermique, quelle conclusion s’applique à son rendement ?

14. Une centrale hydroélectrique fournit 700 GWh d’énergie utile à partir de 735 GWh apportés par la turbine. Quel rendement approximatif obtient-on ?

15. Dans une installation éolienne, quelle chaîne décrit la conversion d’énergie assurée par l’éolienne ?

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QCM : Énergie électrique et alternateurs (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un conducteur ohmique de résistance 20 Ω20\,\Omega20Ω est traversé par un courant de 0,30 A0{,}30\,\text{A}0,30A. Quelle tension existe entre ses bornes ?

2. Un appareil fonctionne sous 12 V12\,\text{V}12V et est traversé par un courant de 2,5 A2{,}5\,\text{A}2,5A. Quelle puissance électrique consomme-t-il ?

3. Une lampe de puissance 8 W8\,\text{W}8W reste allumée pendant 25 s25\,\text{s}25s. Quelle énergie électrique consomme-t-elle ?

4. En quelle année l'expérience d'Ørsted met-elle en évidence la déviation de l'aiguille d'une boussole près d'un fil parcouru par un courant ?

5. Lors d'une démonstration, un fil parcouru par un courant dévie l'aiguille d'une boussole proche. Quelle conclusion cette observation permet-elle de tirer ?

6. Une bobine reste immobile près d'un aimant immobile et aucun courant induit n'est détecté. Quelle modification met en place les conditions nécessaires à la production d'un courant par induction ?

7. En 1825, que constate Jean-Daniel Colladon après avoir rapproché un aimant d’une bobine alors que le galvanomètre se trouve dans une pièce éloignée ?

8. Une équipe cherche un appareil qui transforme un mouvement mécanique en électricité grâce à l’induction électromagnétique. Quel appareil doit-elle choisir ?

9. Dans un alternateur en fonctionnement, une pièce tourne autour de l’axe tandis qu’une autre reste fixée au bâti. Comment les nomme-t-on respectivement ?

10. Un dispositif fait tourner régulièrement une bobine à proximité d’un aimant. Quel type de courant cette rotation peut-elle produire ?

11. Pour caractériser un alternateur, quelle grandeur exprime son rendement ?

12. Un alternateur reçoit une puissance de 800 W et fournit une puissance utile de 600 W. Quelle expression donne son rendement, sans unité ?

13. Lorsqu’un alternateur reçoit 500 J et qu’une partie de cette énergie est dissipée sous forme thermique, quelle conclusion s’applique à son rendement ?

14. Une centrale hydroélectrique fournit 700 GWh d’énergie utile à partir de 735 GWh apportés par la turbine. Quel rendement approximatif obtient-on ?

15. Dans une installation éolienne, quelle chaîne décrit la conversion d’énergie assurée par l’éolienne ?

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1. Un conducteur ohmique de résistance $20\,\Omega$ est traversé par un courant de $0{,}30\,\text{A}$ . Quelle tension existe entre ses bornes ?

2. Un appareil fonctionne sous $12\,\text{V}$ et est traversé par un courant de $2{,}5\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique consomme-t-il ?

3. Une lampe de puissance $8\,\text{W}$ reste allumée pendant $25\,\text{s}$ . Quelle énergie électrique consomme-t-elle ?