QCM : Grandeurs électriques et circuits — 19 questions

Question 1

1. Une résistance $R=10\ \Omega$ est parcourue par un courant $I=2\ \mathrm{A}$ pendant $\Delta t=5\ \mathrm{s}$ . Quelle énergie est dissipée par effet Joule ?

Q=40\ \mathrm{J}

Q=100\ \mathrm{J}

Q=200\ \mathrm{J}

Q=20\ \mathrm{J}

Explication

L’énergie dissipée vaut $Q=RI^2\Delta t=10\times2^2\times5=200\ \mathrm{J}$ . La durée intervient dans le calcul de l’énergie, contrairement à la puissance qui s’exprime comme une énergie par unité de temps.

Answer

$$Q=200\ \mathrm{J}$$

Question 2

2. Un signal périodique a une période de $T=0{,}020\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

f=20\ \mathrm{Hz}

f=50\ \mathrm{Hz}

f=0{,}020\ \mathrm{Hz}

f=500\ \mathrm{Hz}

Explication

La fréquence est l’inverse de la période : $f=1/T=1/0{,}020=50\ \mathrm{Hz}$ . La valeur $0{,}020\ \mathrm{Hz}$ correspondrait à reprendre la période sans effectuer l’inversion.

Answer

$$f=50\ \mathrm{Hz}$$

Question 3

3. Comment faut-il brancher un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes d’un dipôle ?

Entre le générateur et le premier dipôle du circuit

Sur une branche distincte sans connexion aux bornes du dipôle

En série avec le dipôle dans la branche étudiée

En dérivation aux bornes du dipôle

Explication

Le voltmètre compare les potentiels des deux bornes du dipôle et se branche donc en dérivation à ces bornes. Le branchement en série est celui qui convient à l’ampèremètre pour mesurer une intensité.

Answer

En dérivation aux bornes du dipôle

Question 4

4. Une tension alternative sinusoïdale possède une valeur maximale de $U_{\max}=10\ \mathrm{V}$ : quelles sont sa valeur minimale et sa valeur efficace approximative ?

U_{\min}=10\ \mathrm{V}

et

U_{\mathrm{eff}}\approx 14{,}1\ \mathrm{V}

U_{\min}=-5\ \mathrm{V}

et

U_{\mathrm{eff}}\approx 3{,}5\ \mathrm{V}

U_{\min}=-10\ \mathrm{V}

et

U_{\mathrm{eff}}\approx 7{,}1\ \mathrm{V}

U_{\min}=0\ \mathrm{V}

et

U_{\mathrm{eff}}=10\ \mathrm{V}

Explication

Pour une sinusoïde, la valeur minimale est l’opposée de la valeur maximale et la valeur efficace vaut $U_{\max}/\sqrt{2}$ , soit environ $7{,}1\ \mathrm{V}$ . La valeur efficace n’est donc pas égale à l’amplitude maximale.

Answer

$$U_{\min}=-10\ \mathrm{V}$$ et $$U_{\mathrm{eff}}\approx 7{,}1\ \mathrm{V}$$

Question 5

5. Dans un circuit comportant plusieurs dipôles montés en série, comment évolue l’intensité du courant ?

Elle se divise entre les dipôles selon leur résistance

Elle possède la même valeur en tout point du circuit

Elle s’annule entre deux dipôles successifs du circuit

Elle augmente progressivement après chaque dipôle traversé

Explication

Dans un montage en série, le même courant traverse successivement tous les éléments, donc l’intensité est identique en chaque point. Une répartition de l’intensité concerne les branches d’un montage en dérivation.

Answer

Elle possède la même valeur en tout point du circuit

Question 6

6. Quelle relation exprime la loi des mailles pour un chemin fermé d’un circuit ?

La somme des tensions est égale à l’intensité fournie par le générateur

La tension totale est égale à la résistance totale de la maille

La somme algébrique des tensions rencontrées est nulle

La somme des intensités rencontrées est constante dans la maille

Explication

La loi des mailles indique que les tensions orientées le long d’un chemin fermé ont une somme algébrique nulle. Les intensités et les résistances ne se combinent pas de cette manière dans cette loi.

Answer

La somme algébrique des tensions rencontrées est nulle

Question 7

7. Que devient l’énergie électrique reçue par un conducteur ohmique idéal ?

Elle est intégralement convertie en chaleur par effet Joule.

Elle est stockée principalement sous forme d’énergie mécanique.

Elle est transformée en énergie chimique dans le conducteur.

Elle est intégralement convertie en énergie lumineuse par rayonnement.

Explication

Dans un conducteur ohmique, l’énergie électrique reçue est convertie en chaleur : c’est l’effet Joule. Une émission lumineuse ou un stockage chimique peuvent exister dans d’autres dispositifs, mais ils ne décrivent pas le modèle du conducteur ohmique.

Answer

Elle est intégralement convertie en chaleur par effet Joule.

Question 8

8. Que représente l’intensité du courant électrique dans un conducteur ?

La résistance opposée au déplacement des charges dans le conducteur

Le nombre de porteurs de charges traversant une section par seconde

L’énergie transférée par chaque porteur de charge dans le circuit

La différence de potentiel mesurée entre deux points du conducteur

Explication

L’intensité caractérise un débit de charges traversant une section donnée par unité de temps et se mesure en ampères. La différence de potentiel correspond à la tension électrique, et non à l’intensité.

Answer

Le nombre de porteurs de charges traversant une section par seconde

Question 9

9. Dans la convention générateur, comment sont orientés la flèche de tension et le sens du courant dans un dipôle générateur ?

Ils changent de sens à chaque alternance.

Ils sont orientés dans le même sens.

Ils sont orientés en sens opposés.

Ils sont perpendiculaires l’un à l’autre.

Explication

La convention générateur associe des flèches de tension et de courant orientées dans le même sens. L’orientation opposée correspond à la convention récepteur, et non à la convention générateur.

Answer

Ils sont orientés dans le même sens.

Question 10

10. Une résistance est étudiée comme un dipôle récepteur : quelle relation d’orientation faut-il appliquer entre la tension et le courant ?

La flèche de tension reste fixe lorsque le sens du courant change.

La flèche de tension et le courant sont orientés en sens opposés.

La flèche de tension et le courant sont orientés dans le même sens.

La flèche de tension est perpendiculaire au sens du courant.

Explication

Dans la convention récepteur, la tension et le courant sont orientés en sens opposés. L’orientation dans le même sens caractérise la convention générateur, ce qui ne convient pas à une résistance réceptrice.

Answer

La flèche de tension et le courant sont orientés en sens opposés.

Question 11

11. Un élève veut mesurer l’intensité dans une branche précise d’un circuit. Quel branchement doit-il réaliser ?

Insérer l’ampèremètre en série dans la branche

Placer le voltmètre en dérivation sur la branche

Connecter l’ampèremètre aux bornes du dipôle sans interrompre la branche

Relier l’ampèremètre en dérivation aux bornes du générateur

Explication

Pour mesurer le courant qui traverse une branche, l’ampèremètre doit être parcouru par ce courant et se place donc en série. Un branchement en dérivation correspond au voltmètre et ne mesure pas directement l’intensité de la branche.

Answer

Insérer l’ampèremètre en série dans la branche

Question 12

12. Quelle définition correspond à la période d’un signal périodique ?

La valeur maximale atteinte par le signal au cours d’une oscillation.

Le nombre de répétitions du signal observées pendant une seconde.

La plus petite durée au bout de laquelle le signal se répète à l’identique.

Le décalage temporel entre deux signaux de même fréquence.

Explication

La période est la plus petite durée nécessaire pour que le signal reproduise exactement son évolution. Le nombre de répétitions par seconde correspond à la fréquence, et non à la période.

Answer

La plus petite durée au bout de laquelle le signal se répète à l’identique.

Question 13

13. Quelle distinction décrit correctement le rôle d’un générateur et celui d’un récepteur dans un circuit électrique ?

Le générateur reçoit l’énergie électrique, tandis que le récepteur la fournit au reste du circuit.

Le générateur fournit l’énergie électrique, tandis que le récepteur la reçoit et la transforme ou la consomme.

Le générateur mesure l’énergie électrique, tandis que le récepteur contrôle sa fréquence dans le circuit.

Le générateur transforme l’énergie électrique, tandis que le récepteur produit l’énergie distribuée au circuit.

Explication

Un générateur apporte de l’énergie électrique au circuit, alors qu’un récepteur la reçoit pour la transformer ou la consommer. Une lampe, par exemple, ne fournit pas l’énergie au circuit : elle fonctionne comme récepteur.

Answer

Le générateur fournit l’énergie électrique, tandis que le récepteur la reçoit et la transforme ou la consomme.

Question 14

14. Que mesure la tension électrique entre deux points d’un circuit ?

Une opposition au passage du courant exprimée en ohms

Un débit de porteurs de charges exprimé en ampères

Une quantité d’énergie exprimée directement en joules

Une différence de potentiel exprimée en volts

Explication

La tension électrique est une différence de potentiel entre deux points et son unité est le volt. Le débit de porteurs de charges décrit l’intensité, mesurée en ampères.

Answer

Une différence de potentiel exprimée en volts

Question 15

15. Un conducteur ohmique de résistance $R=6\ \Omega$ est traversé par un courant $I=2\ \mathrm{A}$ . Quelle tension est mesurée à ses bornes ?

U=3\ \mathrm{V}

U=12\ \mathrm{V}

U=8\ \mathrm{V}

U=\frac{1}{3}\ \mathrm{V}

Explication

La loi d’Ohm donne $U=RI$ , donc $U=6\times2=12\ \mathrm{V}$ . La résistance est le coefficient de proportionnalité entre la tension et l’intensité ; elle ne se calcule pas ici en divisant la tension par une valeur déjà inconnue.

Answer

$$U=12\ \mathrm{V}$$

Question 16

16. Un nœud reçoit des courants de $2\,\mathrm{A}$ et $3\,\mathrm{A}$ et laisse sortir un courant de $1\,\mathrm{A}$ ainsi qu’un autre courant $I$ . Quelle valeur vaut $I$ ?

1\,\mathrm{A}

4\,\mathrm{A}

3\,\mathrm{A}

5\,\mathrm{A}

Explication

La loi des nœuds impose que la somme des courants entrants égale celle des courants sortants, donc $2+3=1+I$ et $I=4\,\mathrm{A}$ . La valeur $5\,\mathrm{A}$ correspondrait à oublier le courant sortant déjà connu.

Answer

$$4\,\mathrm{A}$$

Question 17

17. Un conducteur ohmique est soumis à une tension $U=12\ \mathrm{V}$ et parcouru par un courant $I=3\ \mathrm{A}$ . Quelle puissance thermique dissipe-t-il ?

P_J=36\ \mathrm{W}

P_J=4\ \mathrm{W}

P_J=15\ \mathrm{W}

P_J=9\ \mathrm{W}

Explication

La puissance dissipée par effet Joule vérifie $P_J=UI$ , donc $P_J=12\times3=36\ \mathrm{W}$ . Une énergie dissipée nécessiterait en plus une durée, alors que la puissance mesure un débit d’énergie.

Answer

$$P_J=36\ \mathrm{W}$$

Question 18

18. Deux branches parallèles sont reliées aux mêmes points d’un circuit. Quelle relation existe entre leurs tensions ?

La tension est répartie entre les branches selon leurs intensités

La tension est plus élevée dans la branche la plus résistante

La tension est nulle dans la branche qui conduit le courant le plus fort

La tension est identique aux bornes des deux branches

Explication

Des branches parallèles partagent les mêmes deux points de connexion, donc la différence de potentiel est la même à leurs bornes. En revanche, l’intensité peut prendre des valeurs différentes dans ces branches.

Answer

La tension est identique aux bornes des deux branches

Question 19

19. Quelles valeurs caractérisent approximativement la tension du secteur ?

Une tension efficace de

325\ \mathrm{V}

et une tension maximale d’environ

230\ \mathrm{V}

.

Une tension efficace de

230\ \mathrm{V}

et une tension maximale d’environ

460\ \mathrm{V}

.

Une tension efficace de

115\ \mathrm{V}

et une tension maximale d’environ

230\ \mathrm{V}

.

Une tension efficace de

230\ \mathrm{V}

et une tension maximale d’environ

325\ \mathrm{V}

.

Explication

La tension du secteur est généralement indiquée par sa valeur efficace de $230\ \mathrm{V}$ , tandis que son amplitude maximale est d’environ $325\ \mathrm{V}$ . La valeur maximale est supérieure à la valeur efficace pour une tension sinusoïdale.

Answer

Une tension efficace de $$230\ \mathrm{V}$$ et une tension maximale d’environ $$325\ \mathrm{V}$$.

QCM : Grandeurs électriques et circuits — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une résistance $R=10\ \Omega$ est parcourue par un courant $I=2\ \mathrm{A}$ pendant $\Delta t=5\ \mathrm{s}$ . Quelle énergie est dissipée par effet Joule ?

2. Un signal périodique a une période de $T=0{,}020\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

3. Comment faut-il brancher un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes d’un dipôle ?

4. Une tension alternative sinusoïdale possède une valeur maximale de $U_{\max}=10\ \mathrm{V}$ : quelles sont sa valeur minimale et sa valeur efficace approximative ?

5. Dans un circuit comportant plusieurs dipôles montés en série, comment évolue l’intensité du courant ?

6. Quelle relation exprime la loi des mailles pour un chemin fermé d’un circuit ?

7. Que devient l’énergie électrique reçue par un conducteur ohmique idéal ?

8. Que représente l’intensité du courant électrique dans un conducteur ?

9. Dans la convention générateur, comment sont orientés la flèche de tension et le sens du courant dans un dipôle générateur ?

10. Une résistance est étudiée comme un dipôle récepteur : quelle relation d’orientation faut-il appliquer entre la tension et le courant ?

11. Un élève veut mesurer l’intensité dans une branche précise d’un circuit. Quel branchement doit-il réaliser ?

12. Quelle définition correspond à la période d’un signal périodique ?

13. Quelle distinction décrit correctement le rôle d’un générateur et celui d’un récepteur dans un circuit électrique ?

14. Que mesure la tension électrique entre deux points d’un circuit ?

15. Un conducteur ohmique de résistance $R=6\ \Omega$ est traversé par un courant $I=2\ \mathrm{A}$ . Quelle tension est mesurée à ses bornes ?

16. Un nœud reçoit des courants de $2\,\mathrm{A}$ et $3\,\mathrm{A}$ et laisse sortir un courant de $1\,\mathrm{A}$ ainsi qu’un autre courant $I$ . Quelle valeur vaut $I$ ?

17. Un conducteur ohmique est soumis à une tension $U=12\ \mathrm{V}$ et parcouru par un courant $I=3\ \mathrm{A}$ . Quelle puissance thermique dissipe-t-il ?

18. Deux branches parallèles sont reliées aux mêmes points d’un circuit. Quelle relation existe entre leurs tensions ?

19. Quelles valeurs caractérisent approximativement la tension du secteur ?

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QCM : Grandeurs électriques et circuits — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une résistance R=10 ΩR=10\ \OmegaR=10 Ω est parcourue par un courant I=2 AI=2\ \mathrm{A}I=2 A pendant Δt=5 s\Delta t=5\ \mathrm{s}Δt=5 s. Quelle énergie est dissipée par effet Joule ?

2. Un signal périodique a une période de T=0,020 sT=0{,}020\ \mathrm{s}T=0,020 s. Quelle est sa fréquence ?

3. Comment faut-il brancher un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes d’un dipôle ?

4. Une tension alternative sinusoïdale possède une valeur maximale de Umax⁡=10 VU_{\max}=10\ \mathrm{V}Umax​=10 V : quelles sont sa valeur minimale et sa valeur efficace approximative ?

5. Dans un circuit comportant plusieurs dipôles montés en série, comment évolue l’intensité du courant ?

6. Quelle relation exprime la loi des mailles pour un chemin fermé d’un circuit ?

7. Que devient l’énergie électrique reçue par un conducteur ohmique idéal ?

8. Que représente l’intensité du courant électrique dans un conducteur ?

9. Dans la convention générateur, comment sont orientés la flèche de tension et le sens du courant dans un dipôle générateur ?

10. Une résistance est étudiée comme un dipôle récepteur : quelle relation d’orientation faut-il appliquer entre la tension et le courant ?

11. Un élève veut mesurer l’intensité dans une branche précise d’un circuit. Quel branchement doit-il réaliser ?

12. Quelle définition correspond à la période d’un signal périodique ?

13. Quelle distinction décrit correctement le rôle d’un générateur et celui d’un récepteur dans un circuit électrique ?

14. Que mesure la tension électrique entre deux points d’un circuit ?

15. Un conducteur ohmique de résistance R=6 ΩR=6\ \OmegaR=6 Ω est traversé par un courant I=2 AI=2\ \mathrm{A}I=2 A. Quelle tension est mesurée à ses bornes ?

16. Un nœud reçoit des courants de 2 A2\,\mathrm{A}2A et 3 A3\,\mathrm{A}3A et laisse sortir un courant de 1 A1\,\mathrm{A}1A ainsi qu’un autre courant III. Quelle valeur vaut III ?

17. Un conducteur ohmique est soumis à une tension U=12 VU=12\ \mathrm{V}U=12 V et parcouru par un courant I=3 AI=3\ \mathrm{A}I=3 A. Quelle puissance thermique dissipe-t-il ?

18. Deux branches parallèles sont reliées aux mêmes points d’un circuit. Quelle relation existe entre leurs tensions ?

19. Quelles valeurs caractérisent approximativement la tension du secteur ?

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1. Une résistance $R=10\ \Omega$ est parcourue par un courant $I=2\ \mathrm{A}$ pendant $\Delta t=5\ \mathrm{s}$ . Quelle énergie est dissipée par effet Joule ?

2. Un signal périodique a une période de $T=0{,}020\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

4. Une tension alternative sinusoïdale possède une valeur maximale de $U_{\max}=10\ \mathrm{V}$ : quelles sont sa valeur minimale et sa valeur efficace approximative ?

15. Un conducteur ohmique de résistance $R=6\ \Omega$ est traversé par un courant $I=2\ \mathrm{A}$ . Quelle tension est mesurée à ses bornes ?

16. Un nœud reçoit des courants de $2\,\mathrm{A}$ et $3\,\mathrm{A}$ et laisse sortir un courant de $1\,\mathrm{A}$ ainsi qu’un autre courant $I$ . Quelle valeur vaut $I$ ?

17. Un conducteur ohmique est soumis à une tension $U=12\ \mathrm{V}$ et parcouru par un courant $I=3\ \mathrm{A}$ . Quelle puissance thermique dissipe-t-il ?