Lycée Hédi Chaker Sfax Devoir de contrôle N°2 Mars 2011 Section : SCIENCE DE L’
Lycée Hédi Chaker Sfax Devoir de contrôle N°2 Mars 2011 Section : SCIENCE DE L’INFORMATIQUE Durée : 2 Heures Prof : Abdmouleh- Nabil SCIENCES PHYSIQUES L’épreuve comporte un exercice de chimie et deux exercices de physique répartis sur cinq pages numérotées de 1/5 à 5/ 5 . Chimie : - Pile électrochimique. Physique : - Oscillations électrique forcées -Entretien des oscillations. forcées (RLC). . CHIMIE (5 points) L’équation chimique associée à une pile électrochimique ( ð• • • ) est : ð ‚ ð ® + ð ™ ð• • § ð Ÿ + ⇌ ð ‚ ð• • ® ð Ÿ + + ð ™ ð § Pour cette pile on a : ð ™ ð• • § ð Ÿ + = ð ŸŽ , ð Ÿ ð ſ ð• • ¨ ð• • ¥. − ð Ÿ ð ‹ et ð ‚ ð ® ð Ÿ + = ð ŸŽ , ð ŸŖ ð ſ ð• • ¨ ð• • ¥ . ð ‹ − ð Ÿ 1°/ Représenter avec toutes les indications utiles la pile ( ð• • • ) par un schéma. 2°/ Donner le symbole de la pile étudiée. 3°/ Ecrire les couples redox qui ont servi pour la réalisation de la pile ( ð• • • ) . En déduire son nom. 4°/ Une mesure de la f.é.m. ð „ de la pile ( ð• • • ) permet de déduire que la borne négative est la borne de droite. a°/ Préciser en justifiant la réponse, le signe de la f.é.m. ð „ . b°/ Dans quelle demi-pile a-t-on la réduction ? En déduire le nom du métal déposé. 5°/ On fait débiter la pile ( ð• • • ) dans un circuit extérieur formé par un résistor en série avec un interrupteur K fermé. a°/ Ecrire l’équation chimique de la réaction qui se produit spontanément. b°/ Calculer la concentration des ions cuivre ð ‚ ð ® ð Ÿ + et celle des ions zinc ð ™ ð• • § ð Ÿ + quand le métal déposé a une masse ð• • ¦ = ð Ÿ , ð Ÿ ð Ÿ• ð• • . On suppose que les volumes des solutions de la pile ( ð• • • ) restent constants et égales à ð Ÿ ð ŸŽ ð ŸŽ ð ſ ð ‹ On donne : ð Œ ð ‚ ð ® = ð Ÿŗ ð ŸŘ , ð ŸŖ ð . ð• • ¦ ð• • ¨ ð• • ¥ − ð Ÿ et ð Œ ð ™ ð § = ð Ÿŗ ð ŸŖ , ð Ÿř ð• • . ð• • ¦ ð• • ¨ ð• • ¥ − ð Ÿ Page 1 sur 5 Physique (15,0 points) Exercice N°1 (7,00 points) Une branche électrique ð € ð Œ , constituée par un conducteur ohmique de résistance ð Ř ð ŸŽ = ð ŸŔ ð ŸŽ Ω , un condensateur de capacité ð ‚ et une bobine d’inductance ð ‹ et de résistance interne ð• • « , est alimentée comme le montre la figure-1- par un dipôle générateur basse fréquence délivrant une tension sinusoïdale ð• • ® ð• • - = ð ŗ ð ſ ð š ð ± ð• • ¬ ð• • ¢ ð• • § ð Ÿ ð š· ð ð• • - , de fréquence ð• • • réglable et d’amplitude ð ŗ ð ſ ð š ð ± maintenue constante. On relie les points ð Œ , ð• • • et ð € respectivement à la masse, à la voie-1- et à la voie-2- d’un oscilloscope et on règle la fréquence ð• • • du générateur à la valeur ð• • • ð Ÿ . En régime permanent, l’intensité du courant circulant dans le circuit s’écrit Figure-1- ð• • ¢ ð• • - = ð ˆ ð ſ ð š ð• • ± ð• • ¬ ð• • ¢ ð• • § ( ð Ÿ ð š· ð• • • ð Ÿ ð• • - + ð ›ŕ ð• • ¢ ) Sur l’écran de l’oscilloscope, on observe les tensions T 1 et T 2 qu’on représente sur la figure-2- T 2 T 1 Sensibilité horizontale Sensibilités verticales : : ð Ÿ ð ſ ð• • ¬ / ð Ÿ ð • ð• • ¨ ð• • ¥ ð• • - / ð œ ð š ð « ð « ð ž ð š ð ® ð œ ð š ð « ð « ð ž ð š ð ® Figure-2- 1°/ a°/ Montrer que T 1 représente la tension ð řŔ ð Ř© ð Ř´ . En déduire la nature inductif ou capacitif du circuit ð Ř ð ‹ ð ‚ série étudié. b°/ Déterminer ð• • • ð Ÿ , ð ŗ ð ſ ð š ð ± , ð ›ŕ ð• • ¢ et ð ˆ ð ſ ð š ð ± . En déduire la valeur de l’impédance ð ™ ð Ÿ de la branche électrique ð € ð Œ . Page 2 sur 5 2°/ Calculer la puissance électrique moyenne reçue par le circuit RLC série. 3°/ L’équation différentielle régissant les oscillations du courant i s’écrit ð ‹ ð• • • ð• • ¢ ( ð• • • ð• • - ð• • - ) + ð Ř ð ŸŽ + ð• • « ð• • ¢ ð• • - + ð Ÿ ð ‚ ð• • ¢ ð• • - ð• • • ð• • - = ð• • ® ( ð• • - ) a°/ Compléter le tableau du document-1- de la page 5/5 . b°/ Sur le document-2- de la page 5/5, on donne à l’échelle la représentation graphique des vecteurs de Fresnel ð Ž ð € et ð Ž ð ‚ correspondant respectivement aux termes ð Ÿ ð ‚ ð• • ¢ ð• • - ð• • • ð• • - et ð řŔ ( ð ř• ) . Compléter le document-2- en représentant les vecteurs de Fresnel des autres termes de l’équation différentielle ci-dessus. c°/ En se servant de la construction de Fresnel, déterminer ð ‚ , ð ‹ et ð• • « . En déduire la valeur de la fréquence propre ð• • • ð ŸŽ . 4°/ On fait varier la fréquence ð• • • du ð † ð ð … et pour une fréquence ð• • • ð Ÿ , l’impédance ð ™ de la branche électrique ð € ð Œ passe par un minimum. a°/ Montrer que la fréquence ð• • • ð Ÿ correspond à un état de résonance d’intensité de la . branche électrique ð € ð Œ b°/ En déduire la valeur de ð ™ et celle de ð• • • ð Ÿ . Exercice N°2 (8,00 points) Un condensateur de capacité ð ‚ initialement chargé à l’aide d’un générateur idéal de tension de f.é.m. ð „ = ð Ÿ ð ŸŽ ð • Partie (A) , est branché entre les bornes d’une bobine (B). On suppose que la bobine (B) est idéale d’inductance 1°/ ð ‹ . a°/ Etablir l’équation différentielle régissant les oscillations de la charge ð• • ª du condensateur au cours du temps. b°/ En régime permanent, la solution de l’équation différentielle ci-dessus s’écrit ð• • ª ð• • - de ð ‚ = et ð• • • ð ſ ð š ð ± . ð ‹ ð• • ¬ ð• • ¢ ð• • § ( 𠛚 ð ŸŽ ð• • - + ð ›ŕ ) . Etablir l’expression de la pulsation propre 𠛚 ð ŸŽ en fonction 2°/ Un système d’acquisition approprié, donne la courbe du document-3- de la page 5/5 de représentant la variation au cours du temps de l’énergie électrostatique le condensateur. ð „ ð ž emmagasiné par a°/ Déterminer l’énergie électrostatique maximale ð „ ð ž ð ſ ð š ð• • ± emmagasinée par le condensateur et la période propre ð Ŗ ð ŸŽ du circuit ð ‹ ð ‚ étudié. En déduire la valeur de ð ‚ et celle de ð ‹ . b°/ Représenter sur le document-3- de la page 5/5 , l’allure de la variation au cours du temps de l’énergie magnétique ð „ ð ‹ . Partie (B) En réalité, la bobine (B) présente une résistance interne r. Pour entretenir les oscillations électriques amorties, on réalise le montage de la figure-3- . L’amplificateur opérationnel est supposé idéal et le condensateur a une capacité ð ‚ = ð Ÿ ð Ÿŗ ð ŸŽ ð ŸŽ µ ð … Page 3 sur 5 uploads/s1/ devoir-de-controle-n02-sciences-physiques-bac-informatique-2010-2011-mr-abdmouleh-nabil.pdf
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- Publié le Jui 10, 2022
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