iMadrassa
Exercice 3

(Les parties

et
sont indépendantes)

Partie

 :

Considérons une particule de masse

portant une charge électrique
, se déplaçant dans un champ magnétique uniforme
avec une vitesse
perpendiculaire à

 

Question 1

Donner l’expression de la force à laquelle la particule est soumise

Réponse 1

Partie

 :

La force à laquelle la particule est soumise à pour expression :

 

Question 2

Quelle est la nature du mouvement de cette particule ? Déterminer le rayon de courbure de sa trajectoire.

Réponse 2

La force est perpendiculaire à la vitesse, elle a pour effet de changer uniquement la direction de la vitesse, le mouvement est donc circulaire uniforme.

 

Question 3

Partie

 :

Considérons, à présent, un élément

d’un fil conducteur, de section
, parcouru par un courant
, placé dans un champ magnétique
.

Montrer que cet élément subit une force donnée par

Réponse 3

Partie

 :

La force agissant par unité de volume est :

La force totale sur un élément  de longueur 

du conducteur est donc :

Or,

Donc

Question 4

Le circuit de la figure

ci-dessous est constitué d’un demi-cercle de rayon
et d’une portion rectiligne
de longueur
. Il est parcouru par un courant
, dans le sens indiqué sur la figure. Ce circuit est placé dans un champ magnétique uniforme rentrant
.

a-Déterminer la force magnétique

agissant sur la portion
.

b-Déterminer la force magnétique

agissant sur le demi-cercle.

c-En déduire la force totale

agissant sur tout le circuit.

Réponse 4

a- La force agissant par unité de volume est :

La force totale sur un élément  de longueur 

du conducteur est donc :

Or,

Donc

Force magnétique agissant sur

 :

  et 
sont perpendiculaires, donc 
.

La règle de la main droite montre que le sens de la force est le même que celui de

D’où

b- Force magnétique agissant sur le demi-cercle :

Pour des  raisons de symétrie, la force totale

est portée par l’axe (
)

Le sens de

est contraire à

Donc

 

c- La force totale

agissant sur tout le circuit

 


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