Partie Électricité : (6 points)

1. Lorsque le collégien sort du collège en hiver, il fait presque nuit. Pour être vu, il accroche une lampe sur son bras. Un interrupteur permet d’allumer la lampe qui est alors alimentée par deux piles de 1,5 V en série, c’est-à-dire soumise à une tension continue de 3 V. On visualise cette tension continue grâce à un oscilloscope. Quel est l’oscillogramme obtenu parmi les deux suivants ? (entourer la bonne réponse)

Calibre : 1 V / division

2. Sur la lampe, sont inscrites les indications suivantes : (3 V ; 1,5 W).

2.1. Que représente l’indication 1,5 W ?

2.2. Calculer l’intensité du courant qui traverse cette lampe lorsqu’elle est allumée.
Formule : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Calcul :……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

3. Lorsque le collégien arrive chez lui, il allume la lumière du garage. La lampe, qui est fixée au plafond du garage est alimentée par la tension du secteur.

3.1. L’énergie électrique qui est distribuée dans la maison provient d’une centrale électrique. Nommer la partie commune à toutes les centrales.

3.2. La tension fournie par la centrale électrique, tout comme la tension du secteur, est : (entourer la bonne réponse)

continue / variable / nulle

3.3. Parmi les 3 oscillogrammes proposés ci-dessous, choisir celui qui correspond à la tension du secteur. Justifier la réponse.

3.4. Déterminer la période T de la tension visualisée sur l’oscillogramme F.

3.5. Déterminer la valeur de la fréquence f de cette tension.
Formule :……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Calcul :…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Correction

Partie Mécanique

1. Le poids du cartable est une action à distance exercée par la Terre sur le cartable.

2. P = m x g

3. L’unité de P est le newton de symbole N

4. P = m x g
P = 6 x 10
P = 60 N
Le poids du cartable est de 60 newton

5.1 m est la masse de l’objet et v sa vitesse

5.2 v s’exprime en mètre par seconde et Ec en joule.

5.3 Ec = 0,5 x 6 x 52
Ec = 0,5 x 6 x 25
Ec = 75 J

L’énergie cinétique du cartable est de 75 joules.

Partie Chimie

1. Le est attitré par aimant tandis que l’aluminium ne l’est pas.

2. Comme tous les métaux l’aluminium et le fer sont des conducteurs électriques.

3.1 Les charges électriques positive de l’atome se situent dans son noyau.

3.2 Un atome est toujours neutre donc si l’atome d’aluminium possède 13 charges positives dans son noyau alors il a aussi 13 charges négatives.

3.3 Les charges négatives sont portées par les électrons.

4.1 L’acide chlorhydrique a un pH inférieur à 7.

4.2 La réaction chimique s’écrit: Fer + acide chlorhydrique ——> chlorure de fer II + dihydrogène

5.1 La pile stocke une énergie chimique.

5.2 La pile fournit une énergie électrique.

Partie Électricité

1. Lorsque la sensibilité verticale est de 1 V/DIV une tension de 3 V .provoque une déviation vers le haut de 3 division donc l’oscillogramme correct est le B

2.1 1,5 W correspond à la puissance nominale de la lampe.

2.2 Formule: P = U x I donc I = P : U
Calcul: I = 1,5 : 3
I = 0,5 A

3.1 Toutes les centrales possèdent un alternateur.

3.2 La tension est variable.

3.3 La tension du secteur est sinusoïdale, elle est donc représentée par l’oscillogramme F

3.4 La période correspond à la durée d’un motif élémentaire c’est à dire dans ce cas d’une alternance positive associée à une alternance négative. Le motif s’étale sur deux divisions. Puisque la sensibilité horizontale est de 0,01 s/division la période est donc T = 0,02 secondes.

3.5 Formule :
Calcul: f = 1 : 0,02
f = 50 Hz