Série d'exercices : Phénomènes d'électrisation - 2nd S

Classe: 
Seconde
 

Exercice 1

Questions de cours :
 
$\ast\ $ Qu'est ce qu'un corps électrisé ?
 
$\ast\ $ Quels sont les différents modes d'électrisation ?
 
$\ast\ $ Est-ce que tous les corps électrisés sont chargés d'un même signe ? Justifier la réponse.
 
$\ast\ $ Comment peut-on expliquer l'apparition des charges électriques positives sur le verre frotté avec un drap sec ?
 
$\ast\ $ Qu'est ce qu'une décharge électrique ?
 
$\ast\ $ Quelle est la valeur de la charge électrique élémentaire ?
 

Exercice 2

Compléter les phrases suivantes :
 
a) Un corps est dit neutre s'il contient$\ldots\ldots$ de charges $\ldots\ldots$ que de charges $\ldots\ldots$
 
b) On approche un bâton d'ébonite frotté à un bâton de verre frotté, on observe une $\ldots\ldots$c à dire les deux bâtons sont $\ldots\ldots$
 
c) Un bâton en p.v.c frotté porte une charge $\ldots\ldots$ c'est-à-dire il à un $\ldots\ldots$ d'électrons.
 
d) Un corps chargé négativement présente un excès $\ldots\ldots$, entre ce corps et un autre corps de charge opposé il y a $\ldots\ldots.$
 
e) Entre deux corps électrisés se manifestent des actions mutuelles appelées $\ldots\ldots$ ; $\ldots\ldots$ et $\ldots\ldots.$
 
f) Au bout d'une pointe les charges d'un corps électrisé $\ldots\ldots$ très fortement
 

Exercice 3

Compléter le tableau suivant :
 
$$\begin{array}{|l|c|c|c|}\hline&\text{Règle en plexiglas}&\text{Règle en ébonite}&\text{Règle en verre}\\ \hline\text{Règle en plexiglas}&&&\\ \hline\text{Règle en ébonite}&&&\\ \hline\text{Règle en verre}&&&\\ \hline\end{array}$$
 

Exercice 4

Répondre par vrai ou faux sur les propositions suivantes et corriger les fausses d’elles.
 
1) La neutralité électrique de la matière dans son état normal veut dire qu'elle ne renferme aucune charge électrique.
 
2) L'électrisation positive d'un corps résulte du fait qu'il a gagné des charges positives prises au corps avec lequel il a interagi pour s'électriser.
 
3) Un corps électrisé ne peut attirer, par interaction électrique, que d'autres corps électrisés et portant des charges de nature différente de celle qu'il porte lui-même.
 
4) Un corps électrisé ne peut repousser, par interaction électrique, que les corps électrisés et portant des charges électriques de même nature que sa propre charge.
 
5) Pour électriser un corps il est nécessaire de le frotter par un autre corps.
 

Exercice 5

On réalise l'expérience suivante:
 
$C$ est un crayon à papier, dont on a taillé les deux bouts, la mine dépasse à chaque extrémité. $V$ est du verre isolant. On touche l'extrémité $A$ avec un bâton chargé négativement : la boule du pendule s'écarte.

 

 
Pour chaque phrase ci-dessous choisir la bonne expression. (Choix à justifier.)
 
1) La mine est isolante / conductrice.
 
2) Des électrons sont passés de la mine sur le bâton / du bâton sur la mine.
 
3) Des électrons sont passés de la mine sur la boule / de la boule sur la mine.
 
4) La boule s'est chargée négativement / positivement.
 

Exercice 6 

Compléter les phrases suivantes avec ces mots ( deux ; positives, charges ; influence ; trois ; quatre ; négatives ; repousser ; même signe ; contacte ; attirer ; frottement, électrisation ; décharge ; signe contraire)
 
Le peigne, par frottement, à acquis la propriété d'$\ldots\ldots$ les cheveux. Il a subit une $\ldots\ldots.$
 
Il existe $\ldots\ldots$ sortes de $\ldots\ldots$ électriques : $\ldots\ldots$ et $\ldots\ldots.$
 
Des charges électriques de $\ldots\ldots$  s'attirent alors que des charges électriques de $\ldots\ldots$ se repoussent.
 
Il existe $\ldots\ldots$ modes d'électrisation par $\ldots\ldots$ par $\ldots\ldots$ et par $\ldots\ldots$
 

Exercice 7

Quatre tiges $A\;,\ B\;,\ C\ $ et $\ D$ sont électrisées par frottement.
 
$A$ repousse $B$ qui attire $C.\ C$ est une tige en verre qui repousse $D.$
 
1) Quel est le signe des charges électriques apparues sur $A\;,\ B\ $ et $\ D\ ?$
 
2) Quelle interaction existe-t-il entre $A\ $ et $\ C\ ?$ Entre $A\ $ et $\ D\ ?$ Entre $B\ $ et $\ D\ ?$
 

Exercice 8

On dispose d'une petite sphère $A$ recouverte de papier d'aluminium sur laquelle on dépose une charge $q_{_{A}}=10^{-8}\;C.$
 
On approche un corps $B$ portant une charge de valeur absolue $|q_{_{B}}|=10^{-7}\;C$ dont on ne connaît pas le signe. On observe une attraction.

 

 
1) Expliquer pourquoi la sphère $A$ réagit de cette façon ? donner le signe de la charge
 
2) Expliquer comment peut-on déchargé la sphère
 
3) La sphère étant déchargée on rapproche d'elle de nouveau le corps $B.$ Schématiser et expliquer
 

Exercice 9

Quatre tiges $A\;,\ B\;,\ C\ $ et $\ D$ sont électrisées par frottement.
 
$A$ attire $B$ qui repousse $C.\ C$ est une tige en plexiglas qui attire $D.$
 
1) Quel est le signe des charges électriques apparues sur $A\;,\ B\ $ et $\ D\ ?$

 

 
2) Quelle interaction existe-t-il entre :
$$\begin{array}{|l|l|}\hline&\text{Interaction}\\ \hline A\ \boxminus\text{ et }C\ \blacksquare&\\ \hline A\ \boxminus\text{ et }D\ \boxplus&\\ \hline B\ \square\text{ et }D\ \boxplus&\\ \hline\end{array}$$
 

Exercice 10

Dans un orage, un éclair accompagne un transfert de charges entre la terre et un nuage.
 
On suppose que la décharge transfère une charge électrique de 20 coulombs pendant 1 millième de seconde.

 

 
1) Déterminer l'intensité moyenne du courant électrique accompagnant le transfert.
 
2) Quel est le rôle du paratonnerre ?
 
3) La charge totale du nuage étant $-320\;C$, calculer l'excès d'électrons accumulés dans le nuage
 

Exercice 11

On charge séparément par frottement :
 
$-\ \ $ Une règle de verre qui porte alors la charge $q_{1}=2\;10^{-13}\;C$ ;
 
$-\ \ $ Une règle en plastique qui porte alors la charge $q_{2}=-9\;10^{-12}\;C.$
 
On réalise le contact entre les zones électrisées des deux règles.
 
1) Calculer la charge électrique de l'ensemble des deux règles
 
2) En déduire la charge électrique portée par chaque règle après le contacte.
 
3) préciser le sens dans le quel s'est fait le transfert des électrons
 

Exercice 12

Un corps A est électrisé par contact à l'aide d'un bâton de verre initialement frotté sur un drap. La charge portée par le corps $A$ est $q_{_{A}}=12.8\;10^{-9}\;C.$
 
1) Dire si le corps $A$ possède un excès ou un défaut d'électrons.
 
2) Préciser le sens du transfert des électrons entre le verre et le corps $A.$
 
3) Calculer le nombre d'électrons transféré. On donne $e=1.6\;10^{-19}\;C.$
 

Exercice 13

1) Un corps $A$ est chargé positivement. On l'approche d'un autre corps $B$ chargé, il y a attraction. Quel est le signe de la charge du corps $B$ ? Justifier la réponse.
 
2) Le corps $A$ est maintenant mis en contact avec un corps $C$ électriquement neutre.
 
a) Le corps $C$ devient-il chargé ? Si oui que serait le signe de sa charge ?
 
b) Qu'appelle-t-on ce mode d'électrisation ?
 
c) Y a-t-il échange d'électrons ? Si oui, dans quel sens (de $A$ vers $C$ ou de $C$ vers $A)\  ?$
 

Exercice 14

Un bâton d'ébonite frotté par la fourrure acquiert une charge $q=-4.8\;10^{-19}\;C.$
 
1) Donner la définition de l'électrisation.
 
2) Le bâton d'ébonite a-t-il gagné ou perdu des électrons ?
 
3) Déterminer le nombre d'électrons gagnés ou perdus par le bâton d'ébonite ?
 
4) En déduire le nombre d'électrons gagnés ou perdus par la fourrure
 

Exercice 15

On approche du plateau neutre d'un électroscope une baguette d'ébonite préalablement chargée négativement par un chiffon. On observe alors que la feuille métallique se décolle du tronc.

 

 
1) Expliquer de manière concise cette observation.
 
2) Que se passe-t-il ensuite si l'on éloigne la baguette d'ébonite?
 
3) On approche à nouveau la baguette d'ébonite chargée jusqu'à ce qu'elle touche le plateau puis on l'éloigne.
 
Qu'observe-t-on alors ? Pourquoi ?
 
4) On approche alors du plateau (sans le toucher) le chiffon qui a permis de charger la baguette.
 
Qu'observe-t-on ?
 
5) Pourquoi la feuille métallique doit-elle être légère ?
 
6) Quel est le rôle du joint en plastique qui entoure le haut du tronc ?
 

Exercice 16

1) Un bâton $(A)$ initialement neutre, est électrisé par frottement à l'aide d'un chiffon .Sa charge électrique devient $q_{_{A}}=48\;10^{-18}\;C$
 
1.1) Le bâton $(A)$ a-t-il gagné ou perdu des électrons à la suite de l'électrisation ? Justifier
 
1.2) Déterminer le nombre d'électrons gagnés ou perdus par $(A)$
 
2) Un deuxième bâton $(B)$ porte une charge $q_{_{B}}=3.2\;10^{-18}\;C.$ On met en contact l'extrémité chargée de $(A)$ avec l'extrémité chargée de $(B)$
 
2.1) Interpréter le phénomène qui se produit entre les deux bâtons après ce contact
 
2.2) Préciser, en le justifiant, le sens de transfert des électrons
 
2.3. Déterminer la charge de chaque bâton après contact
 

Exercice 17

On frotte l'une des extrémités d'un bâton d'ébonite avec de la fourrure. Cette extrémité frottée devient électrisée et porte une charge $Q=-1.6\;10^{-9}\;C$
 
1) Citer une expérience qui montre que l'extrémité frottée est électrisée
 
2.1) Montrer que le bâton d'ébonite possède un excès d'électrons
 
2.2) Calculer le nombre $n$ d'électrons en excès portés par le bâton d'ébonite
 
On donne : la charge d'un électron $-e=-1.6\;10^{-19}\;C$
 
2.3) D'où proviennent les électrons en excès portés par l'ébonite ?
 
2.4) Donner la valeur de la charge portée par la fourrure
 
3) On rapproche l'extrémité frottée du bâton d'ébonite du plateau d'un électroscope neutre. On observe une déviation de l'aiguille de l'électroscope. Il est donc électrisé
 
3.1) Dire l'électroscope est électrisé par contact ou par influence
 
3.2) Expliquer en s'aidant d'un schéma l'électrisation de l'électroscope. Indiquer sur ce schéma les signes des électricités portées par l'électroscope
 
3.3) A quoi est dû la déviation de l'aiguille de l'électroscope ?
 
4) On met l'extrémité frottée en contact avec le plateau de l'électroscope qui devient électrisé par contact
 
4.1) Quel est le signe de l'électricité portée par l'électroscope ?
 
4.2) Faire un schéma de l'électroscope électrisé
 

Exercice 18

Par contact avec un bâton $P.V.C$ frotté avec une peau de chat, un pendule électrostatique acquiert une charge égale en valeur absolue $10^{-8}\;C.$
 
a) Quel est le signe de la charge du pendule ?
 
b) Au cours du contact, y a-t-il transfert d'électrons du (pendule vers $P.V.C)$ ou du $( P.V.C$ vers pendule) ?
 
c) Trouver le nombre d'électrons transférés
 

Exercice 19

On frotte un bâton d'ébonite avec un drap sec.
 
1) Expliquer l'apparition des charges négatives sur le bâton.
 
2) La charge du bâton est $-64\;10^{-15}\;C$, combien de charges électriques élémentaires négatives porte-t-elle ?
 
On donne la valeur absolue de la charge élémentaire $e=1.6\;10^{-19}\;C$
 
3.a) Montrer que le drap utilisé s'est électrisé ?
 
b) Quelle est la nature de sa charge ?
 
c) Comment peut-on le prouver expérimentalement ?
 
d) donner la valeur de sa charge ?
 

Exercice 20

1) Un bâton de verre frotté avec du nylon perd 100 électrons.
 
Calculer La valeur de sa charge q en coulomb ; on donne $e=1.6\;10^{-19}\;C.$
 
2.a) Une bille initialement neutre est mise en contact avec le bâton de verre, s'électrise.
 
Indiquer le signe de sa charge.
 
b) Indiquer les modes d'électrisation de la bille et du bâton.
 
c) Après le contact, le nombre d'électrons perdu par la bille est $n=35$ électrons. Calculer en coulomb la valeur de la charge de la bille $q'$
 
d) Déduire en le justifiant la valeur en coulomb de la nouvelle charge $q''$ du bâton après le contact
 
3) Comment décharger les deux corps, bâton de verre et bille.
 

Exercice 21

1) Une tige en $P.V.C$ est frottée avec un chiffon de laine. Elle est alors chargée négativement.
 
Que se passe t-il si on l'approche d'un pendule constitué d'une boule légère ?
 
2) La tige possède t-elle un excès d'électrons ou un défaut ? D'où proviennent ces charges ?
 
3) Expliquer à l'aide d'un schéma et de quelques lignes le phénomène que l'on observe. (Il y a 2 arguments essentiels à donner).
 
4) Si nous avions procédé de la même manière avec une tige en cuivre à la place de la tige en plastique, aurait-on pu observer le même phénomène ? Pourquoi ?
 
5) La tige en $P.V.C$ est remplacée par une autre en plexiglas, après frottement avec la laine, elle est approchée de la boule initialement non électrisée, On constate qu'il y a attraction, puis une répulsion tout juste après que la boule se mette en contact avec la tige en plexiglas électrisé.
 
a) Préciser le signe de la charge portée par la tige en plexiglas électrisé par frottement avec de la laine
 
b) Préciser le signe de la charge de la boule du pendule électrostatique juste après le contact avec la tige en plexiglas électrisé.
 
c) Comment expliquer avant contact, l'interaction attractive entre la boule initialement non électrisée et la tige en plexiglas électrisé ?

 

 

Exercice 22

On approche de la boule métallique $(B)$ d'un électroscope (sans la toucher) ; un bâton en ébonite $(E)$ préalablement frottée avec un tissu en laine, nous constatons que les feuilles (très minces et légères d'aluminium) de l'électroscope se repoussent. Voir figure.
 
1) Expliquer la répulsion des feuilles d'aluminium.
 
2) Les feuilles d'aluminium ont-elles subie une électrisation par contact ou par frottement ? Sinon donner un nom à ce mode d'électrisation

 
 

Commentaires

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Bonjour , Je suis Mourad de la Tunisie enseignant en sciences physiques je demande si vous permettez des séries pour la première année secondaire sur les thèmes suivants : I. Electrisation II. Courant électrique I. Etats physiques de la matière II. Dilatation III. Conductibilité thermique IV. Masse V. Changements d'états des corps purs -FORCES, MOUVEMENTS, PRESSION -I. Principales formes d'énergie II. Transformations mutuelles de formes d'énergie, modes de transfert et applications III. Le soleil : Principale source d'énergie -OPTIQUE -LA TERRE ET L'UNIVERS - I. Constitution de la matière II. Structure de la matière I. Dissolution I-1. Solvant, soluté, et solution I-2. Concentration (en g.L-1 et en mol.L-1) II. Préparation d'une solution titrée III. Solution saturée, solubilité IV. Facteurs dont dépend la solubilité V. Notion d'équilibre I. Notion de réaction chimique II. Caractères qualitatifs d'une réaction chimique III. Rôle d'un catalyseur IV. Equation d'une réaction chimique : Loi de conservation et double aspect du symbolisme V. Stoechiométrie et réactif limitant CHIMIE ORGANIQUE : LES HYDROCARBURES: I. Définition, exemples et formules brutes II. Combustion d'un hydrocarbure II-1. Intérêts II-2. Dangers (asphyxie, intoxication, effet de serre…) III. Sources principales Variétés, réserves et enjeux Très cordialement Mourad

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