QCM : Énergie électrique et champs magnétiques (9 questions)

Question 1

1. Concernant le fonctionnement d’un alternateur, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

La rotation régulière de l’aimant devant la bobine produit une tension alternative sinusoïdale.

Une rotation plus rapide du rotor entraîne une fréquence électrique plus élevée.

Le rotor est la partie mobile qui tourne autour d’un axe, contrairement au stator immobile.

Le stator est la partie mobile qui tourne autour d’un axe, tandis que le rotor reste fixe.

Dans la plupart des alternateurs, la bobine fixe constitue le rotor et l’aimant le stator.

Explication

La rotation régulière produit une tension alternative sinusoïdale, et le rotor est mobile alors que le stator est immobile. Dans la plupart des alternateurs, l’aimant forme le rotor et la bobine fixe le stator ; accélérer le rotor augmente la fréquence.

Answer

La rotation régulière de l’aimant devant la bobine produit une tension alternative sinusoïdale. · Une rotation plus rapide du rotor entraîne une fréquence électrique plus élevée. · Le rotor est la partie mobile qui tourne autour d’un axe, contrairement au stator immobile.

Question 2

2. Un alternateur reçoit 200 J d’énergie mécanique et fournit 190 J d’énergie électrique utile. Quelles propositions sont exactes concernant son rendement ?

Le rendement rapporte l’énergie électrique utile produite à l’énergie mécanique reçue.

Avec ces valeurs, le rendement énergétique de l’alternateur vaut

0{,}95

.

Le rendement est inférieur à

1

, car l’énergie utile produite reste inférieure à l’énergie reçue.

Une partie de l’énergie mécanique reçue est dissipée sous forme d’énergie chimique due aux frottements.

Le rendement d’un alternateur se situe généralement entre

0{,}95

et

0{,}98

.

Explication

Le rendement est l’énergie utile divisée par l’énergie reçue : $190/200=0{,}95$ . Cette valeur appartient à l’intervalle généralement observé pour un alternateur, et son rendement reste inférieur à $1$ . Les frottements entraînent des pertes sous forme d’énergie thermique, et non d’énergie chimique.

Answer

Le rendement rapporte l’énergie électrique utile produite à l’énergie mécanique reçue. · Avec ces valeurs, le rendement énergétique de l’alternateur vaut $$0{,}95$$. · Le rendement est inférieur à $$1$$, car l’énergie utile produite reste inférieure à l’énergie reçue. · Le rendement d’un alternateur se situe généralement entre $$0{,}95$$ et $$0{,}98$$.

Question 3

3. Que signifie un spectre d’émission discret ?

Il est produit uniquement par les corps chauds comme le Soleil.

Il s’enrichit en radiations violettes lorsque la température diminue.

Il ne contient que certaines radiations, associées à des longueurs d’onde précises.

Il contient toutes les longueurs d’onde du visible sans interruption.

Explication

Un spectre discret est constitué de certaines radiations seulement, contrairement à un spectre continu qui couvre un ensemble ininterrompu de longueurs d’onde. Le spectre du Soleil est un exemple de spectre continu, et non discret.

Answer

Il ne contient que certaines radiations, associées à des longueurs d’onde précises.

Question 4

4. Quelle proportion de rendement est couramment admise pour les panneaux photovoltaïques les plus performants ?

Environ 50 %

Environ 35 %

Environ 80 %

Environ 20 %

Explication

Le rendement des panneaux photovoltaïques les plus performants est couramment estimé à environ 20 %. La valeur de 35 % surestime le rendement indiqué pour ces panneaux.

Answer

Environ 20 %

Question 5

5. Quel est le rôle du courant électrique dans l’expérience d’Oersted avec un fil placé au-dessus d’une aiguille aimantée ?

Il neutralise le champ terrestre et immobilise l’aiguille.

Il chauffe le fil, ce qui modifie l’aimantation de l’aiguille.

Il crée un champ magnétique qui dévie l’aiguille de sa position d’équilibre.

Il produit une tension qui fait tourner l’aiguille autour du fil.

Explication

Le courant dans le fil crée un champ magnétique qui exerce une action sur l’aiguille aimantée et la dévie. La tension électrique n’est pas ce qui fait tourner l’aiguille : c’est le champ magnétique produit par le courant.

Answer

Il crée un champ magnétique qui dévie l’aiguille de sa position d’équilibre.

Question 6

6. Que se passe-t-il pour la polarité d’une bobine lorsque le sens du courant qui la parcourt est inversé ?

Sa polarité reste inchangée, mais son champ s’uniformise.

Son rayon augmente et sa longueur diminue.

Ses pôles nord et sud s’inversent.

La bobine devient un solénoïde infini.

Explication

La polarité magnétique d’une bobine dépend du sens du courant : inverser celui-ci inverse donc ses pôles. La forme de la bobine, comme le fait d’être un solénoïde infini, dépend de ses dimensions plutôt que du sens du courant.

Answer

Ses pôles nord et sud s’inversent.

Question 7

7. En quoi le champ magnétique à l’intérieur d’un solénoïde, loin de ses extrémités, diffère-t-il de celui autour d’un fil rectiligne parcouru par un courant ?

Il est uniforme et ses lignes sont parallèles à l’axe, tandis que celles du fil sont des cercles centrés sur lui.

Il est nul loin des extrémités, tandis que celui du fil est uniforme dans tout l’espace autour du conducteur.

Il varie fortement et ses lignes sont des cercles autour de l’axe, tandis que celles du fil sont parallèles au courant.

Il est uniforme et ses lignes sont perpendiculaires à l’axe, tandis que celles du fil sont parallèles au courant.

Explication

Loin des extrémités, le champ intérieur du solénoïde est uniforme et dirigé selon son axe, alors que les lignes du champ d’un fil rectiligne sont des cercles centrés sur le fil. Le champ du solénoïde n’est donc pas circulaire autour de son axe dans cette région.

Answer

Il est uniforme et ses lignes sont parallèles à l’axe, tandis que celles du fil sont des cercles centrés sur lui.

Question 8

8. Quelle conséquence l’excitation des électrons de valence par un éclairage peut-elle avoir dans un semi-conducteur ?

Elle les rapproche du noyau et réduit leur interaction avec les atomes voisins.

Elle les maintient dans la bande de valence et empêche toute conduction.

Elle élargit la bande interdite et rend le matériau comparable à un isolant.

Elle peut les faire franchir la bande interdite et contribuer à un courant électrique.

Explication

L’énergie lumineuse peut permettre aux électrons de valence de franchir la bande interdite étroite et d’atteindre la bande de conduction, où ils participent au courant. Contrairement à l’option qui les maintient dans la bande de valence, leur excitation peut donc activer la conduction.

Answer

Elle peut les faire franchir la bande interdite et contribuer à un courant électrique.

Question 9

9. Pour augmenter la conductivité d’un cristal de silicium en y introduisant des porteurs de charge, quel choix de dopage convient si l’on veut créer des trous ?

Chauffer le silicium afin de faire passer ses électrons de valence dans la bande de conduction

Introduire des atomes de phosphore afin d’apporter des électrons supplémentaires

Introduire des atomes de bore afin de créer un déficit d’électrons

Appliquer une tension afin de déplacer les trous déjà présents dans le cristal

Explication

Le bore produit un dopage P en créant un déficit d’électron, appelé trou, et le déplacement de ces trous contribue à la conduction. Le phosphore correspond au dopage N et apporte au contraire un électron supplémentaire.

Answer

Introduire des atomes de bore afin de créer un déficit d’électrons

QCM : Énergie électrique et champs magnétiques (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Concernant le fonctionnement d’un alternateur, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

2. Un alternateur reçoit 200 J d’énergie mécanique et fournit 190 J d’énergie électrique utile. Quelles propositions sont exactes concernant son rendement ?

3. Que signifie un spectre d’émission discret ?

4. Quelle proportion de rendement est couramment admise pour les panneaux photovoltaïques les plus performants ?

5. Quel est le rôle du courant électrique dans l’expérience d’Oersted avec un fil placé au-dessus d’une aiguille aimantée ?

6. Que se passe-t-il pour la polarité d’une bobine lorsque le sens du courant qui la parcourt est inversé ?

7. En quoi le champ magnétique à l’intérieur d’un solénoïde, loin de ses extrémités, diffère-t-il de celui autour d’un fil rectiligne parcouru par un courant ?

8. Quelle conséquence l’excitation des électrons de valence par un éclairage peut-elle avoir dans un semi-conducteur ?

9. Pour augmenter la conductivité d’un cristal de silicium en y introduisant des porteurs de charge, quel choix de dopage convient si l’on veut créer des trous ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

IA et démocratie politique

Révision sur les fractions

Modes de reproduction animale

Introduction à l’optique

Points mobiles et repère de Frenet

Littératie physique et développement sportif

Crée tes propres QCM