QCM : Énergie électrique et photovoltaïque (14 questions)

Question 1

1. Un aimant se déplace par rapport à une bobine conductrice. Quel phénomène peut produire un courant dans la bobine ?

L’effet photovoltaïque

La création d’un champ magnétique par le courant

L’induction électromagnétique

La conversion électrostatique

Explication

L’induction électromagnétique produit un courant dans une bobine lorsqu’un aimant se déplace par rapport à elle. La création d’un champ par le courant inverse le mécanisme, la conversion électrostatique ne correspond pas à cette situation et l’effet photovoltaïque concerne la lumière.

Answer

L’induction électromagnétique

Question 2

2. Une turbine met en rotation un générateur qui produit de l’électricité. Quel principe permet cette production à partir du mouvement ?

La conversion de l’électricité en mouvement de rotation

L’absorption radiative par un semi-conducteur

La création d’un champ magnétique par un fil parcouru par un courant

L’induction électromagnétique dans un générateur

Explication

L’induction électromagnétique permet aux générateurs et aux alternateurs de produire de l’électricité à partir d’un mouvement de rotation. L’absorption radiative relève du photovoltaïque, l’inversion des formes d’énergie décrit un autre sens de conversion et le champ créé par un courant ne décrit pas cette production.

Answer

L’induction électromagnétique dans un générateur

Question 3

3. Quel dispositif correspond à un alternateur par ses formes d’énergie converties et ses éléments principaux ?

Un convertisseur mécanique vers électrique et thermique, avec aimant et bobine de cuivre

Un convertisseur mécanique vers électrique et thermique, avec aimant et résistance

Un convertisseur radiatif vers électrique et thermique, avec semi-conducteur et bobine

Un convertisseur électrique vers mécanique et thermique, avec aimant et bobine de cuivre

Explication

Un alternateur convertit l’énergie mécanique en énergies électrique et thermique et comporte principalement un aimant et une bobine de fil de cuivre. Le semi-conducteur caractérise le capteur photovoltaïque, l’inversion décrit mal le rôle de l’alternateur et la résistance ne remplace pas la bobine.

Answer

Un convertisseur mécanique vers électrique et thermique, avec aimant et bobine de cuivre

Question 4

4. À quels scientifiques associe-t-on respectivement la découverte de l’induction électromagnétique et sa description mathématique ?

Niels Bohr et James Clerk Maxwell

Michael Faraday et Albert Einstein

James Clerk Maxwell et Michael Faraday

Michael Faraday et James Clerk Maxwell

Explication

Le fonctionnement de l’alternateur repose sur l’induction électromagnétique découverte par Michael Faraday et décrite mathématiquement par James Clerk Maxwell. Inverser leurs rôles confond découverte et formalisation; Bohr et Einstein ne sont pas les scientifiques associés à ces contributions ici.

Answer

Michael Faraday et James Clerk Maxwell

Question 5

5. Un alternateur fournit une tension de $12\,\text{V}$ et un courant de $3\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique fournit-il ?

108\,\text{W}

15\,\text{W}

36\,\text{W}

4\,\text{W}

Explication

La puissance électrique est le produit de la tension par le courant : $P_{\mathrm{elec}}=U\cdot I=12\times3=36\,\text{W}$ . L’addition donne $15\,\text{W}$ , la division donne $4\,\text{W}$ , et le carré du courant conduit à $108\,\text{W}$ au lieu d’appliquer la relation donnée.

Answer

$$36\,\text{W}$$

Question 6

6. Dans quels états peut exister un atome selon le modèle quantique ?

Dans des états dépendant de l’intensité lumineuse

Dans une gamme continue d’états d’énergie

Dans des états définis par les raies noires

Dans des états d’énergie discontinus

Explication

Les états quantifiés sont des états d’énergie discontinus accessibles à l’atome. Un spectre continu décrit une répartition continue, les raies noires caractérisent l’absorption, et l’intensité lumineuse n’est pas la définition des états quantifiés.

Answer

Dans des états d’énergie discontinus

Question 7

7. Un atome passe du niveau $E_1$ au niveau supérieur $E_2$ , puis revient à $E_1$ . Que se produit-il lors de ces deux transitions ?

Il absorbe puis émet un photon d’énergie

E_2-E_1

Il absorbe puis émet un photon d’énergie

E_1+E_2

Il émet puis absorbe un photon d’énergie

E_2-E_1

Il absorbe un photon de cette énergie puis en émet un d’énergie différente

Explication

La montée vers un niveau supérieur nécessite l’absorption d’un photon d’énergie égale à l’écart $E_2-E_1$ ; le retour émet un photon de même énergie. Inverser absorption et émission confond le sens des transitions, la somme des niveaux n’est pas leur écart, et l’énergie émise est ici égale à l’énergie absorbée.

Answer

Il absorbe puis émet un photon d’énergie $$E_2-E_1$$

Question 8

8. Un laboratoire éclaire un gaz avec une lumière à spectre continu, puis excite un autre échantillon du même gaz par décharge électrique. Quels spectres obtient-il respectivement ?

Un spectre continu, puis un spectre de raies noires

Un spectre de raies d’émission, puis un spectre d’absorption à raies noires

Un spectre d’absorption à raies noires, puis un spectre de raies d’émission

Un spectre d’absorption à raies noires, puis un spectre continu

Explication

L’éclairage d’un gaz par un spectre continu produit un spectre d’absorption à raies noires, tandis que l’excitation par décharge produit un spectre de raies d’émission. L’inversion confond les deux conditions ; un spectre continu ne caractérise pas l’émission du gaz, et les raies d’émission ne sont pas les raies noires d’absorption.

Answer

Un spectre d’absorption à raies noires, puis un spectre de raies d’émission

Question 9

9. À quel changement d’énergie de l’atome correspond une raie d’émission ?

Au passage vers un état d’énergie inférieur

Au maintien dans le même état d’énergie

Au passage vers un état d’énergie égal

Au passage vers un état d’énergie supérieur

Explication

Une raie d’émission correspond à la transition de l’atome vers un état d’énergie inférieur, avec émission d’un photon. Le passage vers un niveau supérieur correspond à une absorption, tandis que rester au même niveau ne constitue pas une transition entre états.

Answer

Au passage vers un état d’énergie inférieur

Question 10

10. Un semi-conducteur éclairé voit ses électrons atteindre la bande de conduction. Quel enchaînement explique l’apparition d’un courant ?

Les électrons se déplacent d’un atome à l’autre avant d’être excités

Les électrons quittent la bande de conduction et se déplacent d’un atome à l’autre

Les électrons excités restent localisés et créent directement le courant

Les électrons excités se déplacent d’un atome à l’autre

Explication

La lumière excite les électrons vers la bande de conduction, où leur déplacement d’un atome à l’autre produit le courant électrique. Des électrons localisés ne réalisent pas ce déplacement, et le scénario où ils quittent la bande inverse le mécanisme décrit.

Answer

Les électrons excités se déplacent d’un atome à l’autre

Question 11

11. Comment caractériser un matériau semi-conducteur ?

Un matériau pouvant produire et conduire un courant sous certaines conditions

Un matériau conduisant le courant sans conditions particulières

Un matériau stockant le courant sans pouvoir le produire

Un matériau empêchant le passage du courant dans toutes les conditions

Explication

Un semi-conducteur peut produire et conduire un courant électrique sous certaines conditions. Le considérer comme un isolant exclut la conduction ; la conduction sans condition particulière ne tient pas compte de la définition, et le stockage seul ne décrit pas ses propriétés.

Answer

Un matériau pouvant produire et conduire un courant sous certaines conditions

Question 12

12. Quel rôle joue un capteur photovoltaïque lorsqu’il reçoit la lumière solaire ?

Il convertit l’énergie mécanique en énergie électrique grâce à un conducteur.

Il convertit l’énergie radiative en énergie thermique grâce à un isolant.

Il stocke l’énergie électrique dans un semi-conducteur sans la convertir.

Il convertit l’énergie radiative en énergie électrique grâce à un semi-conducteur.

Explication

Un capteur photovoltaïque absorbe l’énergie radiative et la convertit en énergie électrique grâce à des matériaux semi-conducteurs, comme le silicium. La conversion mécanique-électrique relève d’un autre type de dispositif, tandis que la conversion thermique ou le stockage ne décrivent pas le rôle du capteur.

Answer

Il convertit l’énergie radiative en énergie électrique grâce à un semi-conducteur.

Question 13

13. Un panneau délivre une tension de $12\,\text{V}$ et un courant de $2\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique fournit-il ?

14\,\text{W}

24\,\text{W}

6\,\text{W}

0{,}17\,\text{W}

Explication

La puissance électrique est le produit de la tension par le courant : $P=U\cdot I=12\times2=24\,\text{W}$ . $14\,\text{W}$ résulte de l’addition, $6\,\text{W}$ de la division de la tension par le courant, et $0{,}17\,\text{W}$ de l’inversion de ce rapport.

Answer

$$24\,\text{W}$$

Question 14

14. En faisant varier la résistance du circuit relié à un panneau, quelle condition permet de repérer son point de fonctionnement optimal ?

Retenir le point où l’intensité

I

est maximale, quelle que soit la tension.

Retenir le point où le produit

U\cdot I

est maximal, selon la résistance du circuit.

Retenir une résistance fixe, indépendante du panneau et du circuit.

Retenir le point où la tension

U

est maximale, quelle que soit l’intensité.

Explication

Le point optimal est celui où la puissance $P=U\cdot I$ atteint sa valeur maximale, et il dépend de la résistance du circuit. Maximiser la tension ou le courant pris séparément ne garantit pas une puissance maximale, et la résistance optimale n’est pas indépendante du circuit.

Answer

Retenir le point où le produit $$U\cdot I$$ est maximal, selon la résistance du circuit.

QCM : Énergie électrique et photovoltaïque (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un aimant se déplace par rapport à une bobine conductrice. Quel phénomène peut produire un courant dans la bobine ?

2. Une turbine met en rotation un générateur qui produit de l’électricité. Quel principe permet cette production à partir du mouvement ?

3. Quel dispositif correspond à un alternateur par ses formes d’énergie converties et ses éléments principaux ?

4. À quels scientifiques associe-t-on respectivement la découverte de l’induction électromagnétique et sa description mathématique ?

5. Un alternateur fournit une tension de $12\,\text{V}$ et un courant de $3\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique fournit-il ?

6. Dans quels états peut exister un atome selon le modèle quantique ?

7. Un atome passe du niveau $E_1$ au niveau supérieur $E_2$ , puis revient à $E_1$ . Que se produit-il lors de ces deux transitions ?

8. Un laboratoire éclaire un gaz avec une lumière à spectre continu, puis excite un autre échantillon du même gaz par décharge électrique. Quels spectres obtient-il respectivement ?

9. À quel changement d’énergie de l’atome correspond une raie d’émission ?

10. Un semi-conducteur éclairé voit ses électrons atteindre la bande de conduction. Quel enchaînement explique l’apparition d’un courant ?

11. Comment caractériser un matériau semi-conducteur ?

12. Quel rôle joue un capteur photovoltaïque lorsqu’il reçoit la lumière solaire ?

13. Un panneau délivre une tension de $12\,\text{V}$ et un courant de $2\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique fournit-il ?

14. En faisant varier la résistance du circuit relié à un panneau, quelle condition permet de repérer son point de fonctionnement optimal ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Méthodologie expérimentale

Glucides et édulcorants

CM 1

Culture des cellules animales

Modèles atomiques et physique quantique

Développement cognitif chez Piaget

Crée tes propres QCM

QCM : Énergie électrique et photovoltaïque (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un aimant se déplace par rapport à une bobine conductrice. Quel phénomène peut produire un courant dans la bobine ?

2. Une turbine met en rotation un générateur qui produit de l’électricité. Quel principe permet cette production à partir du mouvement ?

3. Quel dispositif correspond à un alternateur par ses formes d’énergie converties et ses éléments principaux ?

4. À quels scientifiques associe-t-on respectivement la découverte de l’induction électromagnétique et sa description mathématique ?

5. Un alternateur fournit une tension de 12 V12\,\text{V}12V et un courant de 3 A3\,\text{A}3A. Quelle puissance électrique fournit-il ?

6. Dans quels états peut exister un atome selon le modèle quantique ?

7. Un atome passe du niveau E1E_1E1​ au niveau supérieur E2E_2E2​, puis revient à E1E_1E1​. Que se produit-il lors de ces deux transitions ?

8. Un laboratoire éclaire un gaz avec une lumière à spectre continu, puis excite un autre échantillon du même gaz par décharge électrique. Quels spectres obtient-il respectivement ?

9. À quel changement d’énergie de l’atome correspond une raie d’émission ?

10. Un semi-conducteur éclairé voit ses électrons atteindre la bande de conduction. Quel enchaînement explique l’apparition d’un courant ?

11. Comment caractériser un matériau semi-conducteur ?

12. Quel rôle joue un capteur photovoltaïque lorsqu’il reçoit la lumière solaire ?

13. Un panneau délivre une tension de 12 V12\,\text{V}12V et un courant de 2 A2\,\text{A}2A. Quelle puissance électrique fournit-il ?

14. En faisant varier la résistance du circuit relié à un panneau, quelle condition permet de repérer son point de fonctionnement optimal ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Méthodologie expérimentale

Glucides et édulcorants

CM 1

Culture des cellules animales

Modèles atomiques et physique quantique

Développement cognitif chez Piaget

Crée tes propres QCM

5. Un alternateur fournit une tension de $12\,\text{V}$ et un courant de $3\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique fournit-il ?

7. Un atome passe du niveau $E_1$ au niveau supérieur $E_2$ , puis revient à $E_1$ . Que se produit-il lors de ces deux transitions ?

13. Un panneau délivre une tension de $12\,\text{V}$ et un courant de $2\,\text{A}$ . Quelle puissance électrique fournit-il ?