Cuestionario: Introduction à l'électromagnétisme — 16 preguntas

1. Dans la loi de Coulomb, comment varie la force électrostatique entre deux charges ponctuelles lorsque la distance qui les sépare augmente ?

A. Elle est proportionnelle à la distance

B. Elle est proportionnelle au produit des masses

C. Elle est inversement proportionnelle au carré de la distance

D. Elle est indépendante de la distance

Answer: (C)

Explicación

La loi de Coulomb montre que la norme de la force varie comme 1/r². Elle dépend aussi du produit des charges, pas des masses.

2. Deux charges ponctuelles de même signe interagissent électriquement : quel est le caractère de la force entre elles ?

A. Elle change de sens selon la distance

B. Elle est répulsive

C. Elle est attractive

D. Elle est nulle

Answer: (B)

Explicación

Des charges de même signe se repoussent, donc la force est répulsive. L’attraction concerne des charges de signes opposés.

3. Que représente le champ électrique en un point de l’espace ?

A. L’énergie potentielle électrique d’une charge

B. La force exercée sur une charge test positive par unité de charge

C. La quantité de charge contenue dans le volume

D. La variation du champ magnétique dans le temps

Answer: (B)

Explicación

Le champ électrique est défini comme la force exercée sur une charge test positive divisée par la charge. C’est cette définition qui permet de déterminer direction et intensité de vec E.

4. Quelle relation relie le champ électrique au potentiel électrique ?

A. vec E = V/hat n

B. vec E = abla V

C. vec E = -abla V

D. vec E = Delta V

Answer: (C)

Explicación

Le champ électrique est l’opposé du gradient du potentiel : il pointe vers les zones où le potentiel diminue le plus vite. La présence du signe moins est essentielle.

5. Que donne, en chaque point, la tangente à une ligne de champ magnétique ?

A. La valeur du courant électrique

B. La direction et le sens de vec B

C. Le sens de déplacement des charges positives

D. La direction du potentiel électrique

Answer: (B)

Explicación

Les lignes de champ magnétique sont orientées, et leur tangente indique direction et sens de vec B. Une boussole s’aligne d’ailleurs sur cette direction locale.

6. Autour d’un aimant, dans quel sens global s’orientent les lignes de champ magnétique ?

A. Du centre vers l’extérieur en ligne droite

B. Du pôle Nord vers le pôle Sud

C. Dans un sens aléatoire selon la position

D. Du pôle Sud vers le pôle Nord

Answer: (B)

Explicación

Pour un aimant, l’orientation conventionnelle des lignes de champ va du Nord vers le Sud. Cette orientation permet de lire le sens de vec B.

7. Quelle forme prennent les lignes de champ magnétique autour d’un fil rectiligne parcouru par un courant ?

A. Des arcs orientés vers la source

B. Des spirales ouvertes

C. Des droites parallèles au fil

D. Des cercles concentriques centrés sur le fil

Answer: (D)

Explicación

Un courant crée autour de lui un champ dont les lignes sont des cercles concentriques dans un plan perpendiculaire au fil. Leur sens se déduit avec la règle de la main droite.

8. Pour un conducteur rectiligne, comment varie l’intensité du champ magnétique quand la distance au fil augmente ?

A. Elle reste constante

B. Elle croît comme la distance

C. Elle décroît comme 1/r

D. Elle décroît comme 1/r²

Answer: (C)

Explicación

Le champ magnétique créé par un fil conducteur varie comme 1/r. Il augmente aussi si l’intensité du courant augmente.

9. Comment reconnaît-on un solénoïde parmi les objets suivants ?

A. Une bobine formée par un enroulement régulier autour d’un cylindre

B. Un fil droit parcouru par un courant

C. Un aimant permanent en barre

D. Une boucle unique de fil ouverte

Answer: (A)

Explicación

Un solénoïde est une bobine réalisée par un enroulement régulier autour d’un cylindre. Cette géométrie permet de créer un champ quasi uniforme à l’intérieur.

10. À l’intérieur d’un solénoïde, quelle est la direction du champ magnétique ?

A. Parallèle à l’axe du solénoïde

B. Perpendiculaire à l’axe du solénoïde

C. Dirigée vers l’extérieur du cylindre

D. Circulaire autour des spires

Answer: (A)

Explicación

Le champ à l’intérieur d’un solénoïde est quasi uniforme et parallèle à son axe. C’est une propriété centrale de ce dispositif.

11. Quelle expression donne l’intensité de la force de Laplace exercée sur un conducteur parcouru par un courant dans un champ magnétique ?

A. F = IBl sin alpha

B. F = qE

C. F = mu0 I / 4pi r

D. F = m a

Answer: (A)

Explicación

La force de Laplace vaut F = IBl sinalpha. Elle dépend donc du courant, du champ, de la longueur concernée et de l’angle entre le conducteur et vec B.

12. À quelle situation la force de Lorentz s’applique-t-elle ?

A. À un aimant immobile

B. À une spire parcourue par un courant

C. À un isolant sans charge mobile

D. À une particule chargée en mouvement

Answer: (D)

Explicación

La force de Lorentz est la version microscopique : elle agit sur une charge q se déplaçant avec une vitesse vec v dans des champs électrique et magnétique. Laplace concerne au contraire un conducteur parcouru par un courant.

13. Quelle situation fait apparaître un effet Hall dans un conducteur ?

A. Un conducteur immobile dans le vide

B. Un courant dans un champ magnétique

C. Un courant dans un champ électrique seul

D. Une charge au repos dans un aimant

Answer: (B)

Explicación

L’effet Hall apparaît quand un conducteur parcouru par un courant est soumis à un champ magnétique. La combinaison des deux provoque la déviation latérale des électrons.

14. Quelle est l’origine physique de la tension de Hall ?

A. Une accumulation de charges due à la déviation des électrons

B. Une induction due à la longueur du fil

C. Une variation de température dans la plaque

D. Une attraction gravitationnelle entre les bords

Answer: (A)

Explicación

La tension de Hall résulte de la redistribution des charges causée par la force de Lorentz sur les électrons. Cette séparation crée une différence de potentiel entre les deux bords.

15. Que se passe-t-il lorsqu’une variation de champ magnétique traverse un circuit ?

A. Un courant apparaît même si le circuit est ouvert

B. Le champ électrique disparaît immédiatement

C. Une tension induite apparaît pendant la variation

D. Aucune conséquence électrique n’apparaît

Answer: (C)

Explicación

La loi de Faraday relie une variation de champ magnétique à l’apparition d’une tension induite. Cette tension dure tant que la cause de la variation persiste.

16. Selon la loi de Lenz, dans quel sens se forme le courant induit ?

A. Dans un sens imposé par la résistance du circuit

B. Dans le sens qui s’oppose à la cause de la variation

C. Dans le sens qui renforce la variation du flux

D. Dans le sens du champ électrique extérieur

Answer: (B)

Explicación

La loi de Lenz précise que le courant induit s’oppose à la cause qui le crée. C’est ce principe qui explique l’opposition observée face à l’approche d’un aimant.