QCM : Interactions et champs électriques (11 questions)

Question 1

1. Dans un modèle où l’on compare la portée des interactions à différentes distances, lesquelles peuvent agir à portée infinie plutôt qu’être limitées au noyau atomique ?

Les interactions forte et faible

Les interactions électromagnétique et forte

Les interactions gravitationnelle et faible

Les interactions gravitationnelle et électromagnétique

Explication

Les interactions gravitationnelle et électromagnétique ont une portée infinie, tandis que les interactions forte et faible sont limitées au noyau. L’option « forte et faible » inverse cette distinction, « gravitationnelle et faible » classe mal l’interaction faible, et « électromagnétique et forte » classe mal l’interaction forte.

Answer

Les interactions gravitationnelle et électromagnétique

Question 2

2. Deux corps de masses non nulles s’attirent gravitationnellement. Quelle caractéristique de cette interaction permet de prévoir le sens de leur force ?

Elle est attractive

Elle est répulsive

Elle est limitée au noyau

Elle dépend de signes électriques opposés

Explication

L’interaction gravitationnelle entre des corps de masse non nulle est toujours attractive. La répulsion relève de certains cas électrostatiques, la portée limitée caractérise les interactions forte et faible, et des charges opposées concernent l’attraction électrostatique.

Answer

Elle est attractive

Question 3

3. Une particule porte une charge égale à quatre fois la charge élémentaire. Quelle valeur de charge cela représente-t-il, avec $e = 1{,}602 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}$ ?

+6{,}408 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}

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

+2{,}498 \times 10^{-20}\\,\mathrm{C}

-6{,}408 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}

Explication

La charge vaut quatre fois la charge élémentaire : $4 \times 1{,}602 \times 10^{-19} = 6{,}408 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}$ . La valeur sans facteur quatre l’oublie, la petite valeur résulte d’une division, et le signe négatif ne correspond pas à la charge donnée.

Answer

$$+6{,}408 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}$$

Question 4

4. Quelles sont les charges respectives du proton, du neutron et de l’électron ?

-e

,

0

et

+e

+e

,

-e

et

0

+e

,

+e

et

-e

+e

,

0

et

-e

Explication

Le proton porte $+e$ , le neutron est neutre et l’électron porte $-e$ . L’inversion des signes du proton et de l’électron les confond, la charge $+e$ attribuée au neutron est erronée, et la dernière suite échange les charges du neutron et de l’électron.

Answer

$$+e$$, $$0$$ et $$-e$$

Question 5

5. Que désigne un corps conducteur en électrostatique ?

Un corps qui acquiert des charges opposées par frottement

Un corps dans lequel les porteurs de charges électriques peuvent se déplacer

Un corps qui possède autant de charges positives que négatives

Un corps dans lequel les charges électriques restent fixes

Explication

Un conducteur se caractérise par la mobilité de ses porteurs de charges électriques. Un corps où les charges restent fixes correspond à la définition d’un isolant.

Answer

Un corps dans lequel les porteurs de charges électriques peuvent se déplacer

Question 6

6. On approche un corps chargé positivement d’un conducteur neutre. Où se déplacent les charges négatives mobiles du conducteur ?

Elles se rapprochent du corps chargé, tandis que les charges positives se concentrent également à proximité.

Elles s’éloignent du corps chargé, tandis que les charges positives se concentrent à proximité.

Elles se rapprochent du corps chargé, tandis que les charges positives se concentrent plus loin.

Elles se répartissent uniformément, tandis que les charges positives restent immobiles dans tout le conducteur.

Explication

Le corps positif attire les charges négatives mobiles vers la région proche, et les charges positives se concentrent dans la partie éloignée du conducteur. L’inversion proposée dans un distracteur confond l’attraction des charges opposées avec celle des charges de même signe.

Answer

Elles se rapprochent du corps chargé, tandis que les charges positives se concentrent plus loin.

Question 7

7. Quel rôle joue la loi de Coulomb dans l’étude de deux corps ponctuels chargés ?

Elle permet de prévoir la variation de la force gravitationnelle à partir des charges des corps.

Elle permet de calculer l’énergie électrique à partir de la tension et de la distance entre les corps.

Elle permet de calculer la valeur de la force électrostatique à partir des charges et de leur distance.

Elle permet de déterminer la charge totale à partir de la masse et de la vitesse des corps.

Explication

La loi de Coulomb relie la valeur de la force électrostatique aux charges des corps et au carré de la distance qui les sépare. La masse intervient dans la loi de gravitation, et non dans cette relation électrostatique.

Answer

Elle permet de calculer la valeur de la force électrostatique à partir des charges et de leur distance.

Question 8

8. En quoi la loi de gravitation diffère-t-elle de la loi de Coulomb quant aux grandeurs qui déterminent l’intensité de la force ?

La gravitation dépend des charges, tandis que la loi de Coulomb dépend des masses.

La gravitation dépend des masses et des charges, tandis que la loi de Coulomb dépend de la distance seule.

La gravitation dépend des masses, tandis que la loi de Coulomb dépend des charges électriques.

La gravitation dépend de la distance seule, tandis que la loi de Coulomb dépend des masses et des charges.

Explication

La force gravitationnelle est déterminée par les masses des deux corps et leur séparation, alors que la force électrostatique dépend des charges et de la distance. Les deux lois font intervenir une dépendance en l’inverse du carré de la distance, mais elles ne reposent pas sur les mêmes propriétés des corps.

Answer

La gravitation dépend des masses, tandis que la loi de Coulomb dépend des charges électriques.

Question 9

9. Si la tension entre les plaques d’un condensateur plan augmente tandis que leur écartement reste inchangé, quelle conséquence cela a-t-il sur l’intensité du champ électrique uniforme ?

Elle devient nulle, car les lignes de champ s’écartent davantage.

Elle diminue, car elle varie en sens inverse de la tension appliquée.

Elle augmente, car elle est proportionnelle à la tension appliquée.

Elle reste constante, car elle dépend uniquement de l’écartement des plaques.

Explication

Dans la zone uniforme du condensateur, l’intensité vérifie $\|\vec E\|=\frac{U}{d}$ , donc une hausse de la tension à écartement fixe augmente le champ. L’écartement joue aussi un rôle, mais il ne rend pas le champ indépendant de la tension.

Answer

Elle augmente, car elle est proportionnelle à la tension appliquée.

Question 10

10. Pour déterminer la force exercée sur un électron placé dans un champ électrique uniforme, quelle relation permet de calculer son intensité à partir de la charge élémentaire $e$ et du champ $E$ ?

F_e=\frac{e}{E}

, car l’intensité de la force est le quotient de la charge par le champ

F_e=eE

, car l’intensité de la force est le produit de la charge élémentaire par l’intensité du champ

F_e=\frac{E}{e}

, car l’intensité de la force est le quotient du champ par la charge élémentaire

F_e=e+E

, car l’intensité de la force est la somme de la charge et du champ

Explication

La relation vectorielle est $\vec F_e=q\vec E$ et, pour l’intensité de la force sur un électron de charge $-e$ , elle devient $F_e=eE$ . Le quotient $E/e$ ne correspond pas à cette relation et ne donne pas l’intensité recherchée.

Answer

$$F_e=eE$$, car l’intensité de la force est le produit de la charge élémentaire par l’intensité du champ

Question 11

11. Quelle propriété relie l’intensité de la pesanteur à l’altitude d’un corps par rapport à la Terre ?

Elle augmente lorsque la distance au centre de la Terre augmente.

Elle diminue lorsque la distance au centre de la Terre augmente.

Elle reste constante lorsque la distance au centre de la Terre augmente.

Elle varie avec la masse du corps sans dépendre de sa distance à la Terre.

Explication

L’intensité de la pesanteur suit la relation $g=\frac{GM_T}{d^2}$ : elle diminue donc quand la distance au centre terrestre augmente. Elle n’augmente pas avec l’altitude, contrairement à ce que suggère le distracteur correspondant.

Answer

Elle diminue lorsque la distance au centre de la Terre augmente.

QCM : Interactions et champs électriques (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un modèle où l’on compare la portée des interactions à différentes distances, lesquelles peuvent agir à portée infinie plutôt qu’être limitées au noyau atomique ?

2. Deux corps de masses non nulles s’attirent gravitationnellement. Quelle caractéristique de cette interaction permet de prévoir le sens de leur force ?

3. Une particule porte une charge égale à quatre fois la charge élémentaire. Quelle valeur de charge cela représente-t-il, avec $e = 1{,}602 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}$ ?

4. Quelles sont les charges respectives du proton, du neutron et de l’électron ?

5. Que désigne un corps conducteur en électrostatique ?

6. On approche un corps chargé positivement d’un conducteur neutre. Où se déplacent les charges négatives mobiles du conducteur ?

7. Quel rôle joue la loi de Coulomb dans l’étude de deux corps ponctuels chargés ?

8. En quoi la loi de gravitation diffère-t-elle de la loi de Coulomb quant aux grandeurs qui déterminent l’intensité de la force ?

9. Si la tension entre les plaques d’un condensateur plan augmente tandis que leur écartement reste inchangé, quelle conséquence cela a-t-il sur l’intensité du champ électrique uniforme ?

10. Pour déterminer la force exercée sur un électron placé dans un champ électrique uniforme, quelle relation permet de calculer son intensité à partir de la charge élémentaire $e$ et du champ $E$ ?

11. Quelle propriété relie l’intensité de la pesanteur à l’altitude d’un corps par rapport à la Terre ?

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QCM : Interactions et champs électriques (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un modèle où l’on compare la portée des interactions à différentes distances, lesquelles peuvent agir à portée infinie plutôt qu’être limitées au noyau atomique ?

2. Deux corps de masses non nulles s’attirent gravitationnellement. Quelle caractéristique de cette interaction permet de prévoir le sens de leur force ?

3. Une particule porte une charge égale à quatre fois la charge élémentaire. Quelle valeur de charge cela représente-t-il, avec e=1,602×10−19,Ce = 1{,}602 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}e=1,602×10−19,C ?

4. Quelles sont les charges respectives du proton, du neutron et de l’électron ?

5. Que désigne un corps conducteur en électrostatique ?

6. On approche un corps chargé positivement d’un conducteur neutre. Où se déplacent les charges négatives mobiles du conducteur ?

7. Quel rôle joue la loi de Coulomb dans l’étude de deux corps ponctuels chargés ?

8. En quoi la loi de gravitation diffère-t-elle de la loi de Coulomb quant aux grandeurs qui déterminent l’intensité de la force ?

9. Si la tension entre les plaques d’un condensateur plan augmente tandis que leur écartement reste inchangé, quelle conséquence cela a-t-il sur l’intensité du champ électrique uniforme ?

10. Pour déterminer la force exercée sur un électron placé dans un champ électrique uniforme, quelle relation permet de calculer son intensité à partir de la charge élémentaire eee et du champ EEE ?

11. Quelle propriété relie l’intensité de la pesanteur à l’altitude d’un corps par rapport à la Terre ?

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3. Une particule porte une charge égale à quatre fois la charge élémentaire. Quelle valeur de charge cela représente-t-il, avec $e = 1{,}602 \times 10^{-19}\\,\mathrm{C}$ ?

10. Pour déterminer la force exercée sur un électron placé dans un champ électrique uniforme, quelle relation permet de calculer son intensité à partir de la charge élémentaire $e$ et du champ $E$ ?