1. Une lentille convergente de 5 dioptries est située à 10 cm à gauche d'une lentille divergente de 5 dioptries. Un objet de 5 cm est situé à 30 cm à gauche de la lentille convergente.
a) Où est située l'image finale ? Faites-en également la représentation graphique.
b) Quelle est la grandeur de l'image finale ?
c) Est-elle réelle, virtuelle, droite, renversée ?
d) Si la lentille divergente a une face plane et est faite d'une matière d'indice de réfraction 1,5, calculez le rayon de courbure de l'autre face. Dessinez la forme de la lentille.
e) Si la lentille convergente a une face concave de 5 cm de rayon de courbure et est faite d'une matière d'indice de réfraction 1,5 , calculez le rayon de courbure de l'autre face. Dessinez la forme de la lentille.
réponse: a) v2 = - 33 cm ; b) I = 6,6 cm ; c) Virtuelle et droite ; d) R = 10 cm ; e) R2 = 3,3 cm
2.
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Le dessin ci-contre représente trois charges ponctuelles avec leurs valeurs et positions par rapport à l'origine O. a)A quelle force est soumise la charge de - 4mC en M ? (grandeur, direction, sens) b)Quelle est l'énergie potentielle électrique de cette charge en M ? c)Quel travail faut-il fournir pour éloigner cette charge de - 4mC du point M jusqu'à l'infini |
réponse: a)F = 0,02304 N horizontale, vers la gauche ; b) Ep = - 0,09985 J ; c) W = + 0,09985 J
3.
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Le pont à fil représenté ci-contre est équilibré. Le fil AB a les caractéristiques suivantes : longueur 60 cm ; section 1 mm2 ; résistivité 6.10-7 W.m. Le voltmètre idéal indique 6 V. La résistance interne de la pile est 1 W a)Que vaut la résistance X ? b) Que vaut la force électromotrice du générateur ? c)Quelle est l'intensité du courant circulant dans le fil AB ? |
réponse: a) X = 1,2 W ; b) E = 7,13 V ; c) IAB = 0,94 A
4. 1 u = 1,66 . 10-27 kg.
Une source émet des ions 12C+ et 13C+. Ces ions entrent dans un spectographe de masse de Bainbridge, où les deux champs magnétiques qui se succèdent ont la même valeur : 0,2 T.
Le champ électrique, quant à lui, vaut 104 V/m.
a) Faites un dessin schématique du spectrographe de masse. Les deux champs magnétiques seront perpendiculaires au dessin et dirigés vers le haut. Dessinez les lignes du champ électrique et la trajectoire des ions 12C+ et 13C+.
b) Calculez la vitesse des ions qui viennent impressionner la plaque photographique.
c) Quelle est la distance qui sépare les points d'impact des ions 12C+ et 13C+ sur la plaque photographique ?
réponse: b) v = 5.104 m/s ; c) d = 5,19 mm
5.
Un circuit alternatif comprend en série une résistance, une self pure et un condensateur. La pulsation vaut 1 000 Hz. L'intensité de courant est 2 A et le facteur de puissance du circuit est 0,8. La différence de potentiel entre A et D est 80 V ; celle entre A et E est 60 V. Que valent R, L et C ?
Faites la représentation graphique de Fresnel.
réponse: R = 24 W ; L = 0,032 H ; C = 71,4 mF ou 20mF
6.
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Une cellule photoélectrique a la caractéristique ci-contre. Son rendement est de 5 %. Le travail d'extraction à la photocathode est 0,9 eV. a) Quelle est la longueur d'onde du rayonnement incident ? b) Quelle est la puissance, en watts, du rayonnement incident ? c) Lorsque l'on fait varier la fréquence de la lumière, l'énergie cinétique des électrons varie également. Faites-en la représentation graphique en ajoutant les valeurs des paramètres qui caractérisent cette courbe. |
réponse: a) l = 442,5 nm ; b) P = 1,12.10-5 W
7. On donne la masse de l'atome d'hydrogène : mH = 1,007825 u ; celle du neutron : mn = 1,008665 u et celle de l'électron : me = 5,486.10-4 u. 1 u = 931,478 MeV.
a) La réaction (p, n) sur le 136C produit un isotope d'azote. Cette réaction est endothermique et nécessite une énergie de 2,98 MeV. Ecrivez cette réaction de façon complète.
b) L'isotope d'azote est un émetteur b+. Ecrivez la réaction de transmutation.
c) A partir des deux réactions précédentes, calculez l'énergie maximum du b+.
d) Qu'adviendra-t-il de cette particule b+ ?
réponse: a) 136C + 11p + 2,98 MeV -> 137N + 10n ; b) 137N -> 136C + 01b+ +00n ; c) Emax = 1,175 MeV ;
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