QCM : Énergie électrique et photovoltaïque (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Que met en évidence l’expérience d’Oersted lorsqu’un courant traverse un fil ?

Le fil produit un champ électrique dû à un aimant
Le champ magnétique génère un courant dans le fil
Le fil génère un courant induit dans une bobine
Le fil génère un champ magnétique

Le fil génère un champ magnétique

Explication

L’expérience d’Oersted met en évidence qu’un fil parcouru par un courant électrique génère un champ magnétique. Le courant induit concerne une bobine soumise à un mouvement relatif, tandis que l’expérience ne nécessite pas d’aimant extérieur.

2. Une bobine est reliée à un galvanomètre et un aimant est déplacé près d’elle. Quelle condition permet l’apparition d’un courant induit ?

L’aimant et la bobine restent immobiles l’un par rapport à l’autre
Le galvanomètre se déplace par rapport à la bobine
Un courant électrique est déjà présent dans la bobine
L’aimant se déplace par rapport à la bobine

L’aimant se déplace par rapport à la bobine

Explication

Un champ magnétique crée un courant induit dans la bobine lorsque l’aimant ou l’électro-aimant est en mouvement relatif par rapport à elle. La simple présence de l’aimant sans mouvement relatif ne satisfait pas cette condition.

3. Quel phénomène physique constitue le principe de fonctionnement d’un alternateur ?

L’induction électromagnétique
La conversion photovoltaïque de la lumière
L’échauffement électrique d’un conducteur
La production d’un champ magnétique par un courant

L’induction électromagnétique

Explication

Le fonctionnement d’un alternateur repose sur l’induction électromagnétique. L’effet thermique, la conversion photovoltaïque et la création d’un champ par un courant sont des phénomènes distincts.

4. Un alternateur reçoit une puissance de 500 W500\ \text{W} et fournit une puissance utile de 400 W400\ \text{W}. Quel est son rendement énergétique ?

1,251{,}25, soit 125 %125\ \%
100 W100\ \text{W}, soit 100 %100\ \%
0,800{,}80, soit 80 %80\ \%
400 %400\ \%

$$0{,}80$$, soit $$80\ \%$$

Explication

Le rendement est le quotient de la puissance utile par la puissance fournie : η=400500=0,80\eta = \frac{400}{500}=0{,}80, soit 80 %80\ \%. Inverser le rapport donne 1,251{,}25, tandis que soustraire les puissances donne une différence, pas un rendement.

5. Que désigne un photon ?

Une particule matérielle qui constitue le noyau d’un atome
Un quantum de lumière dont l’énergie dépend de sa longueur d’onde
Une onde lumineuse dont l’énergie est indépendante de sa longueur d’onde
Un niveau d’énergie atomique occupé après une émission lumineuse

Un quantum de lumière dont l’énergie dépend de sa longueur d’onde

Explication

Un photon est un quantum de lumière, et son énergie est reliée à sa longueur d’onde par E=hcλE = \frac{hc}{\lambda}. Un niveau atomique décrit l’énergie de l’atome, et non un quantum de lumière.

6. Quelle propriété distingue les matériaux isolants, semi-conducteurs et conducteurs dans leur représentation énergétique ?

Le nombre de protons dans leurs atomes et la masse de leurs électrons
Leurs propriétés électriques et leurs schémas de bandes de valence et de conduction
La nature de leurs liaisons chimiques et leur température de fusion
Leur capacité thermique et la disposition de leurs niveaux nucléaires

Leurs propriétés électriques et leurs schémas de bandes de valence et de conduction

Explication

Ces trois catégories de matériaux se distinguent par leurs propriétés électriques et par leurs schémas de bandes de valence et de conduction. La capacité thermique et la température de fusion ne sont pas les critères indiqués pour cette distinction.

7. Quel est le rôle de la relation P=U×IP = U \times I pour une cellule photovoltaïque ?

Déterminer le rendement énergétique à partir de l’énergie reçue et de l’énergie utile.
Calculer la puissance électrique fournie à partir de la tension et de l’intensité.
Calculer l’intensité électrique à partir de la puissance et de la tension.
Identifier les matériaux semi-conducteurs constituant la cellule.

Calculer la puissance électrique fournie à partir de la tension et de l’intensité.

Explication

Cette relation sert à calculer la puissance électrique fournie en multipliant la tension par l’intensité. Le rendement compare plutôt l’énergie utile à l’énergie fournie, il ne se calcule pas avec cette formule.

8. En quoi les préfixes « kilo » et « milli » diffèrent-ils par le facteur qu’ils appliquent à une unité ?

« Kilo » divise l’unité par 10310^3, tandis que « milli » la multiplie par 10310^3.
« Kilo » multiplie l’unité par 10−310^{-3}, tandis que « milli » la divise par 10−610^{-6}.
« Kilo » multiplie l’unité par 10310^3, tandis que « milli » la multiplie par 10−310^{-3}.
« Kilo » multiplie l’unité par 10610^6, tandis que « milli » la multiplie par 10−610^{-6}.

« Kilo » multiplie l’unité par $$10^3$$, tandis que « milli » la multiplie par $$10^{-3}$$.

Explication

Le préfixe « kilo » correspond à un facteur mille, alors que « milli » correspond à un millième. « Méga » et « micro » valent respectivement 10610^6 et 10−610^{-6}, et ne sont donc pas les facteurs associés à ces deux préfixes.

9. Que détecte un galvanomètre lorsque l’aimant reste immobile par rapport à une bobine ?

Une hausse de l’intensité du courant dans l’aimant
Un courant induit maintenu dans la bobine
Aucun courant électrique induit dans la bobine
Un champ magnétique produit par la bobine

Aucun courant électrique induit dans la bobine

Explication

Sans mouvement relatif entre l’aimant et la bobine, le galvanomètre ne détecte pas de courant induit. Un courant apparaît lorsque l’aimant ou l’électro-aimant est en mouvement par rapport à la bobine.

10. Pour évaluer le rendement énergétique d’un alternateur à partir de mesures de puissance, quelle opération faut-il effectuer ?

Diviser la puissance utile fournie par la puissance reçue
Diviser la puissance reçue par la puissance utile fournie
Additionner la puissance utile et la puissance reçue
Soustraire la puissance utile de la puissance reçue

Diviser la puissance utile fournie par la puissance reçue

Explication

Le rendement se calcule en rapportant la puissance utile à la puissance fournie à l’alternateur. La division inverse donne un rapport différent et ne représente pas son rendement.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 9 flashcards sur Énergie électrique et photovoltaïque.

Qu’établit l’expérience d’Oersted sur un fil parcouru par un courant électrique ?

Il génère un champ magnétique.

Quand un champ magnétique induit-il un courant dans une bobine ?

Lorsque l’aimant ou l’électro-aimant est en mouvement relatif par rapport à la bobine.

Sur quel principe repose le fonctionnement d’un alternateur ?

Sur l’induction électromagnétique.

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