QCM : Interactions électrostatiques (10 questions)

Question 1

1. Un échantillon de matière contient des protons et des électrons, mais sa charge électrique totale est nulle. Quelle interprétation convient ?

Les charges des particules se compensent dans l’ensemble de la matière.

L’échantillon est neutre parce qu’il ne contient aucune particule chargée.

Les protons et les électrons portent tous une charge positive.

Les électrons déterminent seuls la charge totale de l’échantillon.

Explication

La matière peut contenir des protons et des électrons chargés tout en étant globalement neutre, car les charges se compensent. Une charge totale positive pour toutes les particules confond le signe des protons et des électrons; attribuer la charge aux seuls électrons néglige les protons; l’absence de particules chargées contredit leur présence.

Answer

Les charges des particules se compensent dans l’ensemble de la matière.

Question 2

2. Un élève exprime une charge électrique avec l’unité SI correcte et la valeur de la charge élémentaire. Quelle notation doit-il utiliser ?

e = 1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{N}

, avec le newton comme unité SI.

e = -1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}

, avec le coulomb comme unité SI.

e = 1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}

, avec le coulomb comme unité SI.

e = 1{,}602 \times 10^{19}\ \mathrm{C}

, avec le coulomb comme unité SI.

Explication

La charge élémentaire vaut $1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}$ et le coulomb est l’unité SI de charge électrique. Le newton mesure une force, la puissance positive inverse l’ordre de grandeur, et le signe négatif correspond à la charge de l’électron plutôt qu’à la valeur positive de $e$ .

Answer

$$e = 1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}$$, avec le coulomb comme unité SI.

Question 3

3. Dans un modèle, une particule est identifiée comme un proton et une autre comme un électron. Quels signes de charge leur attribue-t-on respectivement ?

-e

au proton et

-e

à l’électron.

+e

au proton et

-e

à l’électron.

-e

au proton et

+e

à l’électron.

+e

au proton et

+e

à l’électron.

Explication

Un proton porte la charge $+e$ tandis qu’un électron porte la charge $-e$ . Inverser les signes confond les deux particules; attribuer deux charges positives ou deux charges négatives ne respecte pas leurs charges opposées.

Answer

$$+e$$ au proton et $$-e$$ à l’électron.

Question 4

4. Deux objets sont mis en contact, et des électrons passent de l’un à l’autre. De quel mode d’électrisation s’agit-il ?

L’électrisation par influence.

La neutralisation par séparation.

L’électrisation par frottement.

L’électrisation par contact.

Explication

L’électrisation par contact correspond au transfert d’électrons d’un corps à un autre lorsque les deux corps sont en contact. L’influence désigne un déplacement de charges au sein d’un même corps, tandis que le frottement implique que des substances sont frottées l’une contre l’autre; la neutralisation par séparation n’est pas le mécanisme décrit.

Answer

L’électrisation par contact.

Question 5

5. Une baguette est frottée contre un morceau de laine et acquiert ou perd des charges électriques. Quel mode d’électrisation cette situation illustre-t-elle ?

L’interaction électrostatique.

L’électrisation par contact.

L’électrisation par influence.

L’électrisation par frottement.

Explication

L’électrisation par frottement se produit lorsqu’une substance acquiert ou perd des charges en étant frottée contre une autre substance. Le contact désigne un transfert lors d’une mise en contact, l’influence un déplacement interne de charges sous l’action d’un autre corps chargé, et l’interaction électrostatique désigne l’action entre corps chargés.

Answer

L’électrisation par frottement.

Question 6

6. Deux charges immobiles de $2{,}0\times10^{-6}\,\mathrm{C}$ et $3{,}0\times10^{-6}\,\mathrm{C}$ sont séparées de $0{,}30\,\mathrm{m}$ . Quelle expression permet de calculer l’intensité de leur force électrostatique ?

k\frac{(2{,}0\times10^{-6})(-3{,}0\times10^{-6})}{(0{,}30)^2}

k(2{,}0\times10^{-6})(3{,}0\times10^{-6})(0{,}30)^2

k\frac{(2{,}0\times10^{-6})(3{,}0\times10^{-6})}{0{,}30}

k\frac{(2{,}0\times10^{-6})(3{,}0\times10^{-6})}{(0{,}30)^2}

Explication

La loi de Coulomb donne l’intensité par $F=k\frac{|q_A||q_B|}{r^2}$ . Ne pas mettre la distance au carré l’omet, introduire un signe négatif confond intensité et expression algébrique, et multiplier par $r^2$ inverse la dépendance à la distance.

Answer

$$k\frac{(2{,}0\times10^{-6})(3{,}0\times10^{-6})}{(0{,}30)^2}$$

Question 7

7. Quelle valeur faut-il utiliser pour la constante de Coulomb dans un calcul de force électrostatique ?

8{,}99\times10^8\,\mathrm{N\cdot m^2\cdot C^{-2}}

8{,}99\times10^9\,\mathrm{N\cdot C^2\cdot m^{-2}}

1{,}602\times10^{-19}\,\mathrm{N\cdot m^2\cdot C^{-2}}

8{,}99\times10^9\,\mathrm{N\cdot m^2\cdot C^{-2}}

Explication

La constante de Coulomb vaut $8{,}99\times10^9\,\mathrm{N\cdot m^2\cdot C^{-2}}$ . La valeur $1{,}602\times10^{-19}$ correspond à la charge élémentaire, l’exposant 8 décale la valeur, et les unités inversées ne sont pas celles de la constante.

Answer

$$8{,}99\times10^9\,\mathrm{N\cdot m^2\cdot C^{-2}}$$

Question 8

8. Deux petits corps immobiles portent respectivement une charge positive et une charge négative. Quelle interaction électrostatique exercent-ils l’un sur l’autre ?

Une attraction entre les deux corps

Une interaction magnétique entre les deux corps

Une répulsion entre les deux corps

Une force nulle entre les deux corps

Explication

Des charges de signes opposés s’attirent, tandis que des charges de même signe se repoussent. La répulsion correspond aux signes identiques, l’immobilité n’annule pas la force et une composante magnétique est liée au mouvement des charges.

Answer

Une attraction entre les deux corps

Question 9

9. En reprenant la configuration d’un proton et d’un électron séparés de $5{,}3\times10^{-11}\,\mathrm{m}$ , quelle est approximativement l’intensité de la force électrostatique entre eux ?

4{,}34\times10^{-18}\,\mathrm{N}

8{,}19\times10^{-9}\,\mathrm{N}

8{,}19\times10^{-8}\,\mathrm{N}

5{,}3\times10^{-11}\,\mathrm{N}

Explication

En appliquant la loi de Coulomb aux charges du proton et de l’électron et à leur distance de séparation, on obtient environ $8{,}19\times10^{-8}\,\mathrm{N}$ . La valeur $5{,}3\times10^{-11}$ est une distance, l’exposant -9 décale le résultat et $4{,}34\times10^{-18}$ correspond à une erreur de calcul liée à la distance.

Answer

$$8{,}19\times10^{-8}\,\mathrm{N}$$

Question 10

10. Un proton et un électron sont placés à faible distance l’un de l’autre. Quel est le sens de leur interaction électrostatique ?

Ils s’attirent, car leurs charges sont de même signe.

Ils s’attirent, car leurs charges sont de signes opposés.

Ils se repoussent, car leurs charges sont de signes opposés.

Ils subissent une interaction magnétique du fait de leurs signes opposés.

Explication

Le proton porte une charge positive et l’électron une charge négative : des charges de signes opposés s’attirent. La répulsion concerne les charges de même signe, et le signe des charges ne suffit pas à caractériser une interaction magnétique.

Answer

Ils s’attirent, car leurs charges sont de signes opposés.

QCM : Interactions électrostatiques (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon de matière contient des protons et des électrons, mais sa charge électrique totale est nulle. Quelle interprétation convient ?

2. Un élève exprime une charge électrique avec l’unité SI correcte et la valeur de la charge élémentaire. Quelle notation doit-il utiliser ?

3. Dans un modèle, une particule est identifiée comme un proton et une autre comme un électron. Quels signes de charge leur attribue-t-on respectivement ?

4. Deux objets sont mis en contact, et des électrons passent de l’un à l’autre. De quel mode d’électrisation s’agit-il ?

5. Une baguette est frottée contre un morceau de laine et acquiert ou perd des charges électriques. Quel mode d’électrisation cette situation illustre-t-elle ?

6. Deux charges immobiles de $2{,}0\times10^{-6}\,\mathrm{C}$ et $3{,}0\times10^{-6}\,\mathrm{C}$ sont séparées de $0{,}30\,\mathrm{m}$ . Quelle expression permet de calculer l’intensité de leur force électrostatique ?

7. Quelle valeur faut-il utiliser pour la constante de Coulomb dans un calcul de force électrostatique ?

8. Deux petits corps immobiles portent respectivement une charge positive et une charge négative. Quelle interaction électrostatique exercent-ils l’un sur l’autre ?

9. En reprenant la configuration d’un proton et d’un électron séparés de $5{,}3\times10^{-11}\,\mathrm{m}$ , quelle est approximativement l’intensité de la force électrostatique entre eux ?

10. Un proton et un électron sont placés à faible distance l’un de l’autre. Quel est le sens de leur interaction électrostatique ?

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1. Un échantillon de matière contient des protons et des électrons, mais sa charge électrique totale est nulle. Quelle interprétation convient ?

2. Un élève exprime une charge électrique avec l’unité SI correcte et la valeur de la charge élémentaire. Quelle notation doit-il utiliser ?

3. Dans un modèle, une particule est identifiée comme un proton et une autre comme un électron. Quels signes de charge leur attribue-t-on respectivement ?

4. Deux objets sont mis en contact, et des électrons passent de l’un à l’autre. De quel mode d’électrisation s’agit-il ?

5. Une baguette est frottée contre un morceau de laine et acquiert ou perd des charges électriques. Quel mode d’électrisation cette situation illustre-t-elle ?

6. Deux charges immobiles de 2,0×10−6 C2{,}0\times10^{-6}\,\mathrm{C}2,0×10−6C et 3,0×10−6 C3{,}0\times10^{-6}\,\mathrm{C}3,0×10−6C sont séparées de 0,30 m0{,}30\,\mathrm{m}0,30m. Quelle expression permet de calculer l’intensité de leur force électrostatique ?

7. Quelle valeur faut-il utiliser pour la constante de Coulomb dans un calcul de force électrostatique ?

8. Deux petits corps immobiles portent respectivement une charge positive et une charge négative. Quelle interaction électrostatique exercent-ils l’un sur l’autre ?

9. En reprenant la configuration d’un proton et d’un électron séparés de 5,3×10−11 m5{,}3\times10^{-11}\,\mathrm{m}5,3×10−11m, quelle est approximativement l’intensité de la force électrostatique entre eux ?

10. Un proton et un électron sont placés à faible distance l’un de l’autre. Quel est le sens de leur interaction électrostatique ?

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9. En reprenant la configuration d’un proton et d’un électron séparés de $5{,}3\times10^{-11}\,\mathrm{m}$ , quelle est approximativement l’intensité de la force électrostatique entre eux ?