QCM : Lois de Kirchhoff et circuits résistifs (22 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un conducteur métallique, à quoi correspond le courant électrique ?

À un flux d’électrons dans le conducteur
À un transfert d’énergie dans le conducteur
À un flux d’ions dans le conducteur
À une accumulation d’électrons dans le conducteur

À un flux d’électrons dans le conducteur

Explication

Le courant électrique correspond à un flux d’électrons dans un conducteur ; les ions en mouvement, le transfert d’énergie et l’accumulation de charges désignent d’autres phénomènes ou notions.

2. Un courant de 3 A3\,\text{A} circule pendant 2 s2\,\text{s} dans un fil. Quelle charge traverse une section du fil pendant ce temps ?

12 C12\,\text{C}
23 C\frac{2}{3}\,\text{C}
6 C6\,\text{C}
3 C3\,\text{C}

$$6\,\text{C}$$

Explication

Comme 1 A=1 C/s1\,\text{A}=1\,\text{C/s}, la charge vaut intensité multipliée par durée : 3×2=6 C3\times2=6\,\text{C}. La valeur 12 C12\,\text{C} double encore le résultat, 23 C\frac{2}{3}\,\text{C} inverse le calcul et 3 C3\,\text{C} omet la durée.

3. Pour mesurer l’intensité dans une lampe, Lina doit insérer un ampèremètre dans le circuit. Quelle manipulation convient ?

Insérer l’appareil en série sans ouvrir le circuit
Brancher l’appareil en parallèle aux bornes de la lampe
Brancher l’appareil en parallèle aux bornes de la pile
Ouvrir le circuit et insérer l’appareil en série

Ouvrir le circuit et insérer l’appareil en série

Explication

L’ampèremètre se place en série et il faut ouvrir le circuit pour l’insérer. Le branchement en parallèle correspond au voltmètre, tandis qu’une insertion en série exige bien une interruption préalable du circuit.

4. Une pile est encore dans son emballage et n’est reliée à aucun circuit. Quelle affirmation décrit sa tension ?

Elle fait circuler un courant dans le circuit même sans connexion
Elle fournit une tension à ses bornes seulement dans un circuit fermé
Elle reçoit une tension aux bornes d’un récepteur connecté
Elle fournit une tension à ses bornes même hors circuit

Elle fournit une tension à ses bornes même hors circuit

Explication

Une pile fournit une tension à ses bornes même lorsqu’elle est hors circuit et dans son emballage. L’absence de circuit empêche un courant de circuler, mais n’annule pas la tension présente aux bornes de la pile.

5. Pour mesurer la tension aux bornes d’une résistance sans la retirer du circuit, comment faut-il connecter le voltmètre ?

En dérivation, aux bornes du générateur
En série, après avoir ouvert le trajet du courant
En série, dans le trajet du courant de la résistance
En dérivation, en parallèle aux bornes de la résistance

En dérivation, en parallèle aux bornes de la résistance

Explication

Le voltmètre se branche en dérivation, c’est-à-dire en parallèle, aux bornes du dipôle dont on mesure la tension. Le branchement en série et l’ouverture du circuit concernent l’insertion d’un ampèremètre.

6. Dans un circuit, quel rôle joue le point choisi comme référence de potentiel, aussi appelé masse ou GND ?

Fixer le potentiel maximal du circuit pour mesurer les autres potentiels
Fixer arbitrairement l’origine à 0 V0\,\text{V} pour mesurer les autres potentiels
Fournir la tension qui alimente les dipôles du circuit
Relier plusieurs dipôles afin de former un nœud

Fixer arbitrairement l’origine à $$0\,\text{V}$$ pour mesurer les autres potentiels

Explication

La référence de potentiel est le point choisi pour fixer l’origine 0 V0\,\text{V} et exprimer tous les autres potentiels par rapport à elle. Un potentiel maximal, un générateur et un nœud désignent d’autres notions.

7. Deux points P et Q se trouvent sur le même fil idéal d’un circuit. Quelle relation existe entre leurs potentiels électriques ?

VP=−VQV_P=-V_Q
Leur relation dépend de la valeur du courant
VP−VQ=1 VV_P-V_Q=1\,\text{V}
VP=VQV_P=V_Q

$$V_P=V_Q$$

Explication

Tous les points d’un même fil ont le même potentiel électrique. Une chute de potentiel peut apparaître aux bornes d’un dipôle, mais le fil lui-même n’impose pas de différence de potentiel entre P et Q.

8. Dans un circuit, le potentiel au point B vaut 7 V7\,\text{V} et celui au point A vaut 2 V2\,\text{V}. Quelle est la différence de potentiel VBAV_{BA} ?

9 V9\,\text{V}
−5 V-5\,\text{V}
5 V5\,\text{V}
7 V7\,\text{V}

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

Explication

La définition est VBA=VB−VAV_{BA}=V_B-V_A : 7−2=5 V7-2=5\,\text{V}. Inverser les points donne −5 V-5\,\text{V}, tandis que l’addition ou l’emploi de VBV_B seul ne calcule pas cette différence.

9. Un parcours orienté dans un circuit part d’un nœud, suit plusieurs dipôles et revient à son point de départ. Comment appelle-t-on ce parcours ?

Un nœud
Une branche
Une maille
Un fil équipotentiel

Une maille

Explication

Une maille est une boucle orientée qui revient à son nœud de départ. Une branche relie deux nœuds, un nœud est une connexion de plusieurs dipôles, et un fil équipotentiel désigne un conducteur dont les points partagent le même potentiel.

10. Pour une maille orientée d’un circuit, les tensions algébriques rencontrées sont +8 V+8\,\text{V}, −3 V-3\,\text{V} et xx. Quelle valeur de xx satisfait la loi des mailles ?

−5 V-5\,\text{V}
+11 V+11\,\text{V}
+5 V+5\,\text{V}
−11 V-11\,\text{V}

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

Explication

La somme algébrique des tensions d’une maille est nulle : 8−3+x=08-3+x=0, donc x=−5 Vx=-5\,\text{V}. Omettre le signe négatif ou additionner les modules ne respecte pas la somme algébrique.

11. À un nœud, des courants de 2 A2\,\text{A} et 4 A4\,\text{A} entrent, tandis que 3 A3\,\text{A} et un courant inconnu en sortent. Quelle est la valeur du courant inconnu ?

3 A3\,\text{A}
1 A1\,\text{A}
9 A9\,\text{A}
6 A6\,\text{A}

$$3\,\text{A}$$

Explication

La loi des nœuds impose l’égalité des courants entrants et sortants : 2+4=3+I2+4=3+I, d’où I=3 AI=3\,\text{A}. La valeur 6 A6\,\text{A} oublie le courant sortant déjà connu.

12. Un dipôle possède une résistance de 6 Ω6\,\Omega et est traversé par un courant de 2 A2\,\text{A}. Quelle tension UU donne la loi d’Ohm ?

8 V8\,\text{V}
12 V12\,\text{V}
13 V\frac{1}{3}\,\text{V}
3 V3\,\text{V}

$$12\,\text{V}$$

Explication

La loi d’Ohm s’écrit U=R IU=R\,I ; ainsi, U=6×2=12 VU=6\times2=12\,\text{V}. Diviser par le courant ou la résistance inverse la relation, tandis que les grandeurs ne s’additionnent pas.

13. Dans un circuit, deux résistances sont placées l’une à la suite de l’autre sur une même branche, sans dérivation entre elles. Quelle propriété permet d’identifier leur association en série ?

Le courant se partage entre les deux résistances.
Elles sont traversées par la même intensité de courant.
Elles sont soumises à la même tension.
Leurs conductances s’additionnent pour former l’équivalent.

Elles sont traversées par la même intensité de courant.

Explication

Une association en série se caractérise par une même intensité traversant chacun de ses dipôles. La même tension décrit la dérivation, l’addition des conductances concerne la dérivation et le partage du courant correspond à cette dernière association.

14. Trois résistances de 4 Ω4\,\Omega, 7 Ω7\,\Omega et 9 Ω9\,\Omega sont montées en série. Quelle est leur résistance équivalente ?

14+17+19 Ω\frac{1}{4}+\frac{1}{7}+\frac{1}{9}\,\Omega
203 Ω\frac{20}{3}\,\Omega
252 Ω252\,\Omega
20 Ω20\,\Omega

$$20\,\Omega$$

Explication

En série, les résistances s’additionnent : 4+7+9=20 Ω4+7+9=20\,\Omega. Le produit 252 Ω252\,\Omega correspond à une multiplication injustifiée, la moyenne oublie la somme totale et l’addition des inverses utilise la règle de conductance en dérivation.

15. Deux composants sont reliés chacun entre les mêmes deux nœuds d’un circuit. Quelle grandeur électrique est identique à leurs bornes ?

L’intensité qui les traverse.
La résistance équivalente à chacun des composants.
La tension à leurs bornes.
La conductance de chaque composant.

La tension à leurs bornes.

Explication

Des dipôles en dérivation sont soumis à la même tension, puisqu’ils sont branchés entre les mêmes deux nœuds. Le courant commun caractérise la série, tandis que les résistances et conductances propres des composants ne deviennent pas égales pour autant.

16. Deux résistances de 6 Ω6\,\Omega et 3 Ω3\,\Omega sont branchées en dérivation. Quelle expression donne la conductance équivalente ?

16+3=19 S\frac{1}{6+3}=\frac{1}{9}\,\mathrm{S}
16+13=12 S\frac{1}{6}+\frac{1}{3}=\frac{1}{2}\,\mathrm{S}
16+13=12 Ω\frac{1}{6}+\frac{1}{3}=\frac{1}{2}\,\Omega
6+3=9 Ω6+3=9\,\Omega

$$\frac{1}{6}+\frac{1}{3}=\frac{1}{2}\,\mathrm{S}$$

Explication

En dérivation, les conductances s’additionnent et chaque conductance vaut l’inverse de sa résistance : GP=16+13=12 SG_P=\frac{1}{6}+\frac{1}{3}=\frac{1}{2}\,\mathrm{S}. Ajouter les résistances ou inverser leur somme applique une règle erronée, et le siemens est l’unité de conductance, pas l’ohm.

17. Un montage comporte deux résistances sur une seule branche, l’une après l’autre, sans nœud intermédiaire. De quel type de montage s’agit-il pour la répartition de la tension ?

Un diviseur de tension, avec le même courant dans les résistances.
Un diviseur de tension, avec la même tension aux bornes des résistances.
Un diviseur de courant, avec le même courant dans les branches.
Un diviseur de courant, avec une résistance équivalente en série.

Un diviseur de tension, avec le même courant dans les résistances.

Explication

Un diviseur de tension est constitué de résistances en série, traversées par le même courant. Le partage du courant relève de résistances en dérivation, et l’égalité de tension caractérise les dipôles en dérivation plutôt que ceux du diviseur décrit.

18. Une source de 12 V12\,\mathrm{V} alimente deux résistances en série, R1=4 ΩR_1=4\,\Omega et R2=8 ΩR_2=8\,\Omega. Quelle tension apparaît aux bornes de R2R_2 ?

8 V8\,\mathrm{V}
6 V6\,\mathrm{V}
4 V4\,\mathrm{V}
96 V96\,\mathrm{V}

$$8\,\mathrm{V}$$

Explication

La tension sur R2R_2 vaut U2=UR2R1+R2=1284+8=8 VU_2=U\frac{R_2}{R_1+R_2}=12\frac{8}{4+8}=8\,\mathrm{V}. Le résultat 4 V4\,\mathrm{V} vient du rapport de R1R_1 à la somme, 6 V6\,\mathrm{V} inverse le rapport, et 96 V96\,\mathrm{V} multiplie par R2R_2 sans diviser par la résistance totale.

19. Dans un montage, le courant total arrive à un nœud puis se répartit entre plusieurs résistances reliées aux mêmes deux nœuds. Quel dispositif ce montage constitue-t-il ?

Un diviseur de courant en dérivation.
Une association en série traversée par un courant commun.
Un diviseur de tension en série.
Un montage en dérivation où la tension se partage entre les branches.

Un diviseur de courant en dérivation.

Explication

Un diviseur de courant répartit le courant entre des conducteurs ohmiques branchés en dérivation. Un montage en série présente un courant commun, tandis que la tension est la grandeur commune aux branches en dérivation.

20. En lisant les bandes d’une résistance dans l’ordre indiqué, quelle couleur vient immédiatement après le vert dans le code allant du noir au blanc ?

Jaune
Bleu
Violet
Gris

Bleu

Explication

Dans la séquence ordonnée du noir au blanc, le bleu vient après le vert. Le jaune précède le vert, le violet suit le bleu et le gris vient après le violet.

21. Une résistance fonctionne à une température supérieure de 1 °C à sa température de référence. Que décrit son coefficient indiqué en ppm ?

La variation relative de la tension pour cette hausse de 1 °C
La variation absolue de la résistance pour cette hausse de 1 °C
La variation relative de la résistance pour une hausse de 1 °F
La variation relative de la résistance pour cette hausse de 1 °C

La variation relative de la résistance pour cette hausse de 1 °C

Explication

Le coefficient en ppm exprime la variation relative de la résistance pour une élévation de température de 1 °C. Une variation absolue en ohms confond variation relative et absolue, la tension n’est pas la grandeur visée, et le coefficient est défini par degré Celsius.

22. Dans un circuit ouvert, une pile présente une tension à ses bornes, mais aucun courant ne circule. Quel rôle la tension électrique peut-elle jouer lorsqu’un circuit conducteur est ensuite fermé ?

Mettre les électrons en mouvement ordonné et créer un courant
Représenter le déplacement des électrons dans le conducteur
Mesurer la quantité d’électrons qui circule dans le circuit
S’opposer au déplacement ordonné des électrons dans le circuit

Mettre les électrons en mouvement ordonné et créer un courant

Explication

La tension est une différence de potentiel capable de mettre les électrons en mouvement ordonné et de créer un courant électrique. La « représentation du déplacement » confond tension et courant, l’« opposition au déplacement » décrit le rôle de la résistance, et la « mesure de la quantité d’électrons » ne définit pas la tension.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 48 flashcards sur Lois de Kirchhoff et circuits résistifs.

Qu’est-ce que le courant électrique dans un conducteur ?

Un flux d’électrons.

À combien de coulombs par seconde correspond un ampère ?

Un coulomb par seconde.

Comment branche-t-on un ampèremètre dans un circuit ?

En série.

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