QCM : Énergie et circuits électriques (16 questions)

Question 1

1. Quelle proposition décrit correctement la mesure et le transfert de l’énergie entre systèmes ?

Elle se mesure en joules et se transfère entre systèmes en changeant de forme.

Elle se mesure en watts et se transfère entre systèmes en changeant de forme.

Elle se mesure en joules et se transfère entre systèmes sans changer de forme.

Elle se mesure en watts et reste stockée dans chaque système lors du transfert.

Explication

L’énergie se mesure en joules et son transfert d’un système à un autre s’accompagne d’un changement de forme. Les watts mesurent une puissance, l’absence de changement de forme contredit la description du transfert, et le stockage caractérise un réservoir plutôt que le transfert lui-même.

Answer

Elle se mesure en joules et se transfère entre systèmes en changeant de forme.

Question 2

2. Dans une chaîne énergétique, un dispositif reçoit le mouvement d’une roue et fournit du courant électrique. Quelles sont les formes d’énergie reçue et cédée ?

Mécanique à l’entrée, électrique à la sortie.

Mécanique à l’entrée, rayonnante à la sortie.

Thermique à l’entrée, électrique à la sortie.

Électrique à l’entrée, mécanique à la sortie.

Explication

Le mouvement correspond à une énergie mécanique, convertie ici en énergie électrique. L’inversion mécanique-électrique renverse le transfert, l’énergie thermique ne décrit pas le mouvement de la roue et l’énergie rayonnante correspond à la lumière.

Answer

Mécanique à l’entrée, électrique à la sortie.

Question 3

3. Un convertisseur reçoit 240 J et cède 150 J sous forme utile. Quelle énergie doit-il dissiper pour respecter le bilan énergétique ?

150 J

240 J

390 J

90 J

Explication

Le bilan d’un convertisseur est : énergie reçue = énergie utile + énergie dissipée. Il faut donc dissiper $240 - 150 = 90$ J ; $390$ J vient d’une addition incorrecte, tandis que $150$ J et $240$ J reprennent des valeurs qui ne sont pas l’énergie dissipée.

Answer

Le rapport entre l’énergie utile et l’énergie reçue, ou entre les puissances correspondantes.

Answer

$$0{,}5\,\text{A}$$

Answer

$$-5\,\text{V}$$

Answer

Même tension dans chaque branche, intensités qui s’additionnent au nœud

Answer

Le kilowattheure

Question 4

4. Quelle grandeur caractérise le rendement d’un convertisseur ?

Le rapport entre l’énergie utile et l’énergie reçue, ou entre les puissances correspondantes.

Le rapport entre l’énergie dissipée et l’énergie reçue, ou entre les puissances correspondantes.

La quantité totale d’énergie reçue, ou la puissance reçue par le convertisseur.

La puissance reçue par le convertisseur, sans la comparer à sa puissance utile.

Explication

Le rendement compare ce qui est utile à ce qui est reçu, que l’on considère l’énergie ou la puissance. Le rapport de l’énergie dissipée mesure la part non utile, l’énergie reçue seule n’est pas un rendement et une puissance doit être comparée à la puissance utile.

Question 5

5. Un appareil reçoit une puissance de 80 W et fournit une puissance utile de 20 W. Quel est son rendement ?

60 %

25 %

1 600 %

400 %

Explication

Le rendement est le rapport de la puissance utile à la puissance reçue, multiplié par 100 : $\frac{20}{80} \times 100 = 25\,\%$ . L’inversion donne $400\,\%$ , la soustraction donne $60$ au lieu d’un rapport, et le produit ne correspond pas à la définition du rendement.

Question 6

6. À un nœud, un courant de $0{,}8\,\text{A}$ entre et deux courants de $0{,}3\,\text{A}$ et $I$ en sortent. Quelle valeur doit prendre $I$ ?

0{,}5\,\text{A}

0{,}3\,\text{A}

1{,}1\,\text{A}

0{,}8\,\text{V}

Explication

La somme des intensités entrantes égale celle des intensités sortantes : $0{,}8=0{,}3+I$ , donc $I=0{,}5\,\text{A}$ . $1{,}1\,\text{A}$ résulte d'une addition incorrecte, $0{,}3\,\text{A}$ oublie le courant entrant et le volt est une unité de tension.

Question 7

7. En parcourant une maille, on relève une tension de $+9\,\text{V}$ et une autre de $-4\,\text{V}$ . Quelle doit être la troisième tension signée pour que la loi des mailles soit respectée ?

+5\,\text{A}

+13\,\text{V}

-13\,\text{V}

-5\,\text{V}

Explication

La somme algébrique des tensions dans une maille est nulle : $9-4+U=0$ , donc $U=-5\,\text{V}$ . $13\,\text{V}$ néglige les signes, $-13\,\text{V}$ additionne incorrectement les termes signés, et l’ampère mesure une intensité.

Question 8

8. Un circuit comporte deux résistances montées en dérivation. Quelle répartition des grandeurs électriques faut-il prévoir dans les deux branches ?

Même intensité dans chaque branche, tensions qui s’additionnent

Même tension et même intensité dans les deux branches

Tensions et intensités qui s’additionnent dans chaque branche

Même tension dans chaque branche, intensités qui s’additionnent au nœud

Explication

En dérivation, la tension est la même aux bornes de chaque branche et les intensités s’additionnent aux nœuds. L’intensité identique avec des tensions qui s’additionnent correspond à la série; l’addition des tensions ou l’égalité des deux grandeurs ne décrit pas la règle de dérivation.

Question 9

9. Un appareil fonctionne sous une tension de 12 V et est traversé par un courant de 2 A. Quelle puissance électrique reçoit-il ?

24 J

24 W

6 W

10 W

Explication

La puissance se calcule par $P = U \times I$ , donc $12 \times 2 = 24$ W. L’addition donne 10, la division donne 6, et le joule est une unité d’énergie, non de puissance.

Question 10

10. Une résistance de 8 Ω est parcourue par un courant de 0,5 A. Quelle tension existe à ses bornes ?

0,0625 V

8,5 V

4 V

16 V

Explication

La loi d’Ohm donne $U = R \times I$ , soit $8 \times 0,5 = 4$ V. Diviser la résistance par le courant conduit à 16, tandis que l’addition donne 8,5 et que le quotient courant/résistance inverse la relation.

Question 11

11. Une lampe de 40 W reste allumée pendant 30 s. Quelle énergie électrique consomme-t-elle ?

40 J

1 200 J

70 J

1,33 J

Explication

L’énergie vérifie $E = P \times \Delta t$ : $40 \times 30 = 1\,200$ J. La division donne environ 1,33, l’addition donne 70, et 40 W est la puissance, pas l’énergie consommée.

Question 12

12. Quelle unité d’énergie correspond au produit d’une puissance exprimée en kilowatts par une durée exprimée en heures ?

Le kilowatt

Le kilowattheure

Le kilojoule

Le wattheure

Explication

Le produit d’une puissance en kilowatts et d’une durée en heures s’exprime en kilowattheures. Le kilojoule correspond à des kilowatts multipliés par des secondes, le wattheure à des watts multipliés par des heures, et le kilowatt est une unité de puissance.

Question 13

13. Un courant de 0,4 A circule pendant 25 s dans un circuit. Quelle quantité d’électricité a été transférée ?

10 C

10 J

0,016 C

62,5 C

Explication

La quantité d’électricité se calcule par $Q = I \times \Delta t$ : $0,4 \times 25 = 10$ C. La division donne 0,016, 10 J est une énergie et le quotient durée/intensité donne 62,5, ce qui inverse la relation.

Question 14

14. Un moteur électrique fonctionne sous une tension de 24 V et reçoit un courant de 3 A. Quelle puissance électrique absorbe-t-il ?

27 W

72 W

216 W

8 W

Explication

La puissance absorbée vaut $P_{\text{abs}} = U \times I$ , soit $24 \times 3 = 72\ \text{W}$ . La valeur 27 W vient d’une addition, 8 W d’une division, et 216 W d’une confusion avec une expression faisant intervenir le carré du courant et une résistance.

Question 15

15. La résistance interne d’un moteur vaut 2 Ω et le courant qui le traverse est de 4 A. Quelle puissance est dissipée par effet Joule dans cette résistance ?

32 W

8 W

128 W

2 W

Explication

La perte par effet Joule se calcule avec $P_J = r \times I^2$ : $2 \times 4^2 = 2 \times 16 = 32\ \text{W}$ . La valeur 8 W omet le carré, 128 W utilise un exposant erroné, et 2 W ne tient pas compte du courant.

Question 16

16. Un moteur absorbe 180 W et perd 45 W par effet Joule. Quelle est sa puissance utile mécanique ?

135 W

225 W

45 W

−135 W

Explication

La puissance utile est la puissance absorbée diminuée des pertes : $P_{\text{utile}} = P_{\text{abs}} - P_J = 180 - 45 = 135\ \text{W}$ . 225 W additionne les pertes, 45 W reprend la perte elle-même, et −135 W inverse l’ordre de la soustraction.

QCM : Énergie et circuits électriques (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle proposition décrit correctement la mesure et le transfert de l’énergie entre systèmes ?

2. Dans une chaîne énergétique, un dispositif reçoit le mouvement d’une roue et fournit du courant électrique. Quelles sont les formes d’énergie reçue et cédée ?

3. Un convertisseur reçoit 240 J et cède 150 J sous forme utile. Quelle énergie doit-il dissiper pour respecter le bilan énergétique ?

4. Quelle grandeur caractérise le rendement d’un convertisseur ?

5. Un appareil reçoit une puissance de 80 W et fournit une puissance utile de 20 W. Quel est son rendement ?

6. À un nœud, un courant de $0{,}8\,\text{A}$ entre et deux courants de $0{,}3\,\text{A}$ et $I$ en sortent. Quelle valeur doit prendre $I$ ?

7. En parcourant une maille, on relève une tension de $+9\,\text{V}$ et une autre de $-4\,\text{V}$ . Quelle doit être la troisième tension signée pour que la loi des mailles soit respectée ?

8. Un circuit comporte deux résistances montées en dérivation. Quelle répartition des grandeurs électriques faut-il prévoir dans les deux branches ?

9. Un appareil fonctionne sous une tension de 12 V et est traversé par un courant de 2 A. Quelle puissance électrique reçoit-il ?

10. Une résistance de 8 Ω est parcourue par un courant de 0,5 A. Quelle tension existe à ses bornes ?

11. Une lampe de 40 W reste allumée pendant 30 s. Quelle énergie électrique consomme-t-elle ?

12. Quelle unité d’énergie correspond au produit d’une puissance exprimée en kilowatts par une durée exprimée en heures ?

13. Un courant de 0,4 A circule pendant 25 s dans un circuit. Quelle quantité d’électricité a été transférée ?

14. Un moteur électrique fonctionne sous une tension de 24 V et reçoit un courant de 3 A. Quelle puissance électrique absorbe-t-il ?

15. La résistance interne d’un moteur vaut 2 Ω et le courant qui le traverse est de 4 A. Quelle puissance est dissipée par effet Joule dans cette résistance ?

16. Un moteur absorbe 180 W et perd 45 W par effet Joule. Quelle est sa puissance utile mécanique ?

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QCM : Énergie et circuits électriques (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle proposition décrit correctement la mesure et le transfert de l’énergie entre systèmes ?

2. Dans une chaîne énergétique, un dispositif reçoit le mouvement d’une roue et fournit du courant électrique. Quelles sont les formes d’énergie reçue et cédée ?

3. Un convertisseur reçoit 240 J et cède 150 J sous forme utile. Quelle énergie doit-il dissiper pour respecter le bilan énergétique ?

4. Quelle grandeur caractérise le rendement d’un convertisseur ?

5. Un appareil reçoit une puissance de 80 W et fournit une puissance utile de 20 W. Quel est son rendement ?

6. À un nœud, un courant de 0,8 A0{,}8\,\text{A}0,8A entre et deux courants de 0,3 A0{,}3\,\text{A}0,3A et III en sortent. Quelle valeur doit prendre III ?

7. En parcourant une maille, on relève une tension de +9 V+9\,\text{V}+9V et une autre de −4 V-4\,\text{V}−4V. Quelle doit être la troisième tension signée pour que la loi des mailles soit respectée ?

8. Un circuit comporte deux résistances montées en dérivation. Quelle répartition des grandeurs électriques faut-il prévoir dans les deux branches ?

9. Un appareil fonctionne sous une tension de 12 V et est traversé par un courant de 2 A. Quelle puissance électrique reçoit-il ?

10. Une résistance de 8 Ω est parcourue par un courant de 0,5 A. Quelle tension existe à ses bornes ?

11. Une lampe de 40 W reste allumée pendant 30 s. Quelle énergie électrique consomme-t-elle ?

12. Quelle unité d’énergie correspond au produit d’une puissance exprimée en kilowatts par une durée exprimée en heures ?

13. Un courant de 0,4 A circule pendant 25 s dans un circuit. Quelle quantité d’électricité a été transférée ?

14. Un moteur électrique fonctionne sous une tension de 24 V et reçoit un courant de 3 A. Quelle puissance électrique absorbe-t-il ?

15. La résistance interne d’un moteur vaut 2 Ω et le courant qui le traverse est de 4 A. Quelle puissance est dissipée par effet Joule dans cette résistance ?

16. Un moteur absorbe 180 W et perd 45 W par effet Joule. Quelle est sa puissance utile mécanique ?

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6. À un nœud, un courant de $0{,}8\,\text{A}$ entre et deux courants de $0{,}3\,\text{A}$ et $I$ en sortent. Quelle valeur doit prendre $I$ ?

7. En parcourant une maille, on relève une tension de $+9\,\text{V}$ et une autre de $-4\,\text{V}$ . Quelle doit être la troisième tension signée pour que la loi des mailles soit respectée ?