QCM : Magnétisme et production électrique (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle part de la production électrique mentionnée est attribuée aux énergies renouvelables ?

70 %
23 %
75 %
50 %

23 %

Explication

La part indiquée pour les énergies renouvelables est de 23 %. Les 75 % concernent les centrales thermiques et les 70 % la production électrique chinoise issue du charbon; 50 % ne correspond pas à la proportion donnée.

2. Un panneau de surface 3 m23\ \text{m}^2 reçoit un éclairement de 500 W⋅m−2500\ \text{W·m}^{-2}. Quelle puissance lumineuse maximale reçoit-il ?

503 W503\ \text{W}
150 W150\ \text{W}
1500 W1500\ \text{W}
166,7 W166{,}7\ \text{W}

$$1500\ \text{W}$$

Explication

La puissance lumineuse maximale est Pmax⁡=E×SP_{\max}=E\times S : 500×3=1500 W500\times3=1500\ \text{W}. La division inverse le rapport, l’addition combine des grandeurs sans appliquer la formule, et la puissance électrique dépend de la tension et du courant.

3. Dans une expérience, un faisceau lumineux frappe une plaque métallique et des électrons en sont éjectés. Quel phénomène explique leur émission ?

La conversion thermique
L’effet photoélectrique
La production photovoltaïque
La conduction électrique

L’effet photoélectrique

Explication

Dans l’effet photoélectrique, la lumière arrache des électrons au métal. La conduction décrit le déplacement de charges, tandis que la conversion thermique et la production photovoltaïque ne désignent pas ce mécanisme d’arrachement.

4. Dans un montage, un courant électrique est associé à un aimant afin de former le dispositif recherché. De quel dispositif s’agit-il ?

Un électroaimant.
Un alternateur.
Un aimant naturel.
Un panneau solaire.

Un électroaimant.

Explication

L’association d’aimants et d’un courant électrique permet de réaliser un électroaimant. Un alternateur produit de l’électricité par conversion énergétique, un aimant naturel existe sans cette association et un panneau solaire exploite la lumière.

5. À l’échelle mondiale, quelle part approximative de la production électrique est assurée par les alternateurs ?

Environ 80 %.
Environ 23 %.
Environ 70 %.
Environ 75 %.

Environ 80 %.

Explication

Les alternateurs assurent environ 80 % de la production électrique mondiale. Les valeurs de 23 % et 75 % concernent d’autres proportions de production, tandis que 70 % est associé à la production électrique au charbon en Chine.

6. Quelle transformation énergétique caractérise un panneau solaire, en tenant compte de ses pertes ?

Énergie lumineuse en énergie thermique, sans production électrique
Énergie chimique en énergie électrique, avec des pertes thermiques
Énergie électrique en énergie lumineuse, avec des pertes thermiques
Énergie lumineuse en énergie électrique, avec des pertes thermiques

Énergie lumineuse en énergie électrique, avec des pertes thermiques

Explication

Un panneau solaire convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique, qui est renouvelable, tout en dissipant une partie de l’énergie sous forme de chaleur. L’inversion des flux, l’absence d’électricité produite et l’énergie chimique ne correspondent pas à cette transformation.

7. Un matériau possède des bandes de valence et de conduction très proches, sans chevauchement. À quelle catégorie correspond-il ?

Un semi-conducteur
Un conducteur
Un isolant
Un métal supraconducteur

Un semi-conducteur

Explication

Un semi-conducteur possède des bandes de valence et de conduction proches. Le conducteur correspond à des bandes qui se chevauchent, tandis que l’isolant présente des bandes trop éloignées.

8. Une turbine entraîne un alternateur dans une installation. Quel bilan énergétique décrit le fonctionnement de cet alternateur ?

L’énergie mécanique cinétique devient électrique, avec une partie dissipée en chaleur.
L’énergie thermique devient électrique, avec une partie dissipée en mouvement.
L’énergie électrique devient mécanique cinétique, avec une partie dissipée en chaleur.
L’énergie mécanique cinétique devient thermique, sans production électrique.

L’énergie mécanique cinétique devient électrique, avec une partie dissipée en chaleur.

Explication

L’alternateur convertit l’énergie mécanique cinétique en énergie électrique et une partie de l’énergie est perdue sous forme thermique. L’inversion des formes d’énergie, le remplacement de l’énergie d’entrée par la chaleur ou l’absence de production électrique contredisent ce bilan.

9. Dans une installation, un mouvement mécanique entraîne une turbine reliée à un alternateur. Quelle chaîne de conversion permet de produire du courant ?

L’alternateur fait tourner la turbine, qui crée le mouvement
La turbine produit directement le courant sans alternateur
Le mouvement fait tourner la turbine, qui entraîne l’alternateur
La lumière fait tourner l’alternateur sans turbine

Le mouvement fait tourner la turbine, qui entraîne l’alternateur

Explication

L’énergie mécanique de mouvement fait tourner la turbine, qui entraîne l’alternateur produisant le courant électrique. L’alternateur est entraîné par la turbine, et la production de courant est attribuée à l’alternateur, non directement à la turbine.

10. Une centrale thermique est alimentée par un combustible : lequel appartient à la liste des combustibles utilisés dans ce type de centrale ?

Le dioxyde de carbone
Le vent
L’uranium
Le fioul

Le fioul

Explication

Les combustibles cités pour les centrales thermiques comprennent le gaz, le charbon, le bois et le fioul. L’uranium est associé aux centrales nucléaires, tandis que le vent et le dioxyde de carbone ne sont pas des combustibles de cette liste.

11. Un appareil doit être réglé sur l’ordre de grandeur du champ magnétique terrestre, exprimé en teslas. Quelle valeur convient ?

5×10−5T5 \times 10^{-5}\\ \text{T}
5×10−4T5 \times 10^{-4}\\ \text{T}
5×10−6T5 \times 10^{-6}\\ \text{T}
5×10−5A5 \times 10^{-5}\\ \text{A}

$$5 \times 10^{-5}\\ \text{T}$$

Explication

Le champ magnétique terrestre vaut environ 5×10−5T5 \times 10^{-5}\\ \text{T}, et le tesla est l’unité du champ magnétique. La valeur en 10−410^{-4} ou 10−610^{-6} décale l’ordre de grandeur, tandis que l’ampère mesure un courant.

12. Dans une centrale nucléaire, quelle chaîne décrit le transfert d’énergie entre la fission et la production d’électricité ?

La fission chauffe l’eau du circuit secondaire, dont la vapeur entraîne la turbine de l’alternateur.
La fission chauffe l’eau du circuit primaire, qui entraîne directement la turbine de l’alternateur.
La fission entraîne l’alternateur, qui chauffe l’eau du circuit secondaire pour produire de la vapeur.
La vapeur du circuit secondaire chauffe le combustible, qui entraîne ensuite la turbine de l’alternateur.

La fission chauffe l’eau du circuit secondaire, dont la vapeur entraîne la turbine de l’alternateur.

Explication

La fission de l’uranium ou du plutonium chauffe l’eau du circuit secondaire ; la vapeur ainsi produite entraîne la turbine de l’alternateur. L’eau du circuit primaire ou un entraînement direct par la fission confond les étapes de cette chaîne.

13. Deux aimants sont placés face à face avec leurs pôles S et N opposés. Quelle interaction se produit entre eux ?

Ils s’attirent.
Ils restent sans interaction.
Ils se repoussent.
Ils s’alignent sans s’attirer ni se repousser.

Ils s’attirent.

Explication

Des pôles opposés N et S qui se font face s’attirent. La répulsion correspond à des pôles identiques, tandis que l’absence d’interaction ou le simple alignement ne décrit pas cette règle.

14. Pourquoi une centrale nucléaire utilise-t-elle trois circuits d’eau ?

Pour éviter la contamination en séparant les circuits d’eau.
Pour refroidir séparément le réacteur, la turbine et l’alternateur.
Pour augmenter le rendement en multipliant les étapes de chauffage de l’eau.
Pour évacuer les déchets radioactifs par des conduites d’eau distinctes.

Pour éviter la contamination en séparant les circuits d’eau.

Explication

Les trois circuits d’eau servent à éviter la contamination en maintenant une séparation entre les circuits. L’augmentation du rendement, le refroidissement de trois équipements et l’évacuation des déchets ne sont pas la raison indiquée.

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Que se passe-t-il lorsque les pôles opposés de deux aimants se font face ?

Ils s’attirent.

Que se passe-t-il lorsque les pôles identiques de deux aimants se font face ?

Ils se repoussent.

Quelle est la valeur approximative du champ magnétique terrestre ?

5×10−5 T5 \times 10^{-5}\ \text{T}

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