QCM : Introduction à l'électrostatique et ses applications — 24 questions

Explication

La loi de Coulomb décrit une interaction attractive entre charges de signes opposés, avec une intensité qui dépend du produit des charges et de la distance au carré. Les autres propositions modifient à tort la dépendance en distance ou le sens de la force.

Explication

Perdre des électrons signifie perdre des charges négatives, donc l’objet acquiert un excès relatif de charge positive. Gagner des électrons conduirait au signe opposé.

Explication

Le frottement implique un transfert de charges entre deux matériaux mis en interaction, alors que le contact se fait entre un corps chargé et un corps initialement neutre. Les autres choix confondent les mécanismes.

Explication

À l’équilibre électrostatique, les charges libres se répartissent sur la surface du conducteur et le champ intérieur est nul. Elles ne restent pas uniformément dans le volume.

Explication

Dans un isolant, les charges sont peu mobiles et restent localisées, contrairement aux conducteurs. Un champ intérieur nul est une propriété d’équilibre des conducteurs, pas des isolants.

Explication

Une cage de Faraday est un conducteur creux qui écran l’intérieur des champs électriques extérieurs. Elle ne crée pas à elle seule un champ uniforme interne.

Explication

Le champ électrique est une grandeur vectorielle définie par son action sur une charge test. Ce n’est ni une masse, ni une force magnétique, ni une énergie.

Explication

La superposition impose d’additionner vectoriellement toutes les contributions au même point. Les champs ne se compensent pas systématiquement, et le plus proche n’est pas le seul à compter.

Explication

Les lignes de champ sont orientées selon le champ électrique, du positif vers le négatif. Elles ne se croisent pas et ne sont pas des cercles fermés en électrostatique.

Explication

Le champ d’une charge positive est sortant, donc dirigé radialement vers l’extérieur. Pour une charge négative, il serait entrant.

Explication

À l’équilibre électrostatique, le champ intérieur d’un conducteur est nul. C’est une propriété centrale de l’électrostatique des conducteurs.

Explication

Le champ électrique au voisinage immédiat d’un conducteur à l’équilibre est normal à la surface. S’il était tangent, les charges continueraient à se déplacer.

Explication

Le théorème de Gauss relie le flux électrique à travers une surface fermée à la charge contenue à l’intérieur. Il ne concerne pas directement la tension, la résistance ou la capacité.

Explication

En l’absence de charge enfermée, le flux total à travers une surface fermée est nul. La valeur ne dépend pas seulement de la surface elle-même.

Explication

La capacité augmente avec la surface des armatures, car le système peut stocker davantage de charge pour une même tension. Une surface plus grande ne la diminue pas.

Explication

La tension est liée à la charge stockée par la capacité, via la relation caractéristique du condensateur. La masse ou la fréquence ne définissent pas cette relation statique.

Explication

L’énergie emmagasinée peut s’écrire sous la forme U = 1/2 C(ΔV)^2, équivalente à 1/2 QΔV ou Q²/(2C). Les autres expressions ne correspondent pas à l’énergie stockée.

Explication

Le condensateur se charge pendant les maxima et se décharge pendant les creux, ce qui lisse la tension. Il réduit l’ondulation sans rendre la sortie parfaitement constante.

Explication

Le diélectrique est le matériau entre les armatures qui modifie la capacité du condensateur. Il ne supprime pas la charge et n’impose pas un courant permanent.

Explication

Une plus grande épaisseur correspond à une séparation plus grande entre les armatures, ce qui réduit la capacité. La charge ne disparaît pas pour autant.

Explication

Dans un circuit RC, la charge est un phénomène transitoire exponentiel : la tension monte progressivement tandis que le courant décroît. Ce n’est ni linéaire ni instantané.

Explication

La constante de temps RC fixe l’échelle temporelle d’évolution du circuit pendant charge et décharge. Elle ne correspond ni à une tension maximale ni à une fréquence propre.

Explication

La myéline isole la membrane et limite les pertes de courant, ce qui rend la conduction plus efficace et plus rapide. Le signal se propage alors plus vite entre les nœuds de Ranvier.

Explication

La propagation saltatoire correspond au passage du potentiel d’action de nœud en nœud grâce à la myéline. Elle est caractéristique des fibres myélinisées et plus rapide qu’une propagation continue.