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Nom
Prénom

Contrôle sans
calculatrice Un élève désire connaître la valeur
dun champ magnétique créé dans lentrefer dun
aimant en U alors quil ne dispose pas de
Teslamètre. Il dispose dun solénoïde, de fils,
dun générateur de tension continue réglable,
dun ampèremètre et dune boussole. Cas de
laimant en U Lélève repère les pôles Nord et
Sud ( voir schéma 1 ) daprès leurs couleurs. 1 )
Représenter la direction et le sens du champ
magnétique (de norme) Bi crée par un aimant en U
à lintérieur et dans lentrefer de laimant. (/
0,5) 2 ) Comment évolue lintensité dun champ
magnétique dans lentrefer dun aimant en U ? (/
0,5) 3 ) Représenter une petite boussole à
lintérieur de lentrefer en coloriant en noir
le pôle Sud . (/ 0,25) Cas du solénoïde On
place une petite boussole ( lextrémité noire
représente le pôle Sud ) à lintérieur dun
solénoïde de diamètre D 3,0 cm ,
de longueur L 40 cm ,
constitué de 2000 spires et traversé par un
courant de 1,0 A 4 ) Daprès lorientation de la
boussole, représenter sur le schéma 2 , la
direction et le sens du champ magnétique Bs
exercé en M , point correspondant à laxe de
rotation de laiguille aimantée. (/ 0,25) 5 ) En
déduire , sur le dessin , où se situent les
bornes positive () et négative (-) du générateur
de tension réglable E . On argumentera
directement sur cette feuille en énonçant la
règle utilisée. (/ 1)
Nord
Nord
M
M
( S
)
( S
)
1
1
E
E
A
A
A
réglable
Sud
Sud
schéma 2
schéma 1
schéma 2
schéma 1
2
Nom
Prénom Un élève désire
connaître la valeur dun champ magnétique créé
dans lentrefer dun aimant en U alors quil ne
dispose pas de Teslamètre. Il dispose dun
solénoïde, de fils, dun générateur de tension
continue réglable, dun ampèremètre et dune
boussole. Cas de laimant en U Lélève repère
les pôles Nord et Sud ( voir schéma 1 ) daprès
leurs couleurs. 1 ) Représenter la direction et
le sens du champ magnétique (de norme) Bi crée
par un aimant en U à lintérieur et dans
lentrefer de laimant. (/ 0,5) 2 ) Comment
évolue lintensité dun champ magnétique dans
lentrefer dun aimant en U ? (/ 0,5) 3 )
Représenter une petite boussole à lintérieur de
lentrefer en coloriant en noir le pôle Sud . (/
0,25) Cas du solénoïde On place une petite
boussole ( lextrémité noire représente le pôle
Sud ) à lintérieur dun solénoïde de diamètre D
3,0 cm , de
longueur L 80 cm , constitué de 4000 spires et
traversé par un courant de 1,0 A 4 ) Daprès
lorientation de la boussole, représenter sur le
schéma 2 , la direction et le sens du champ
magnétique Bs exercé en M , point correspondant à
laxe de rotation de laiguille aimantée. (/
0,25) 5 ) En déduire , sur le dessin , où se
situent les bornes positive () et négative (-)
du générateur de tension réglable E . On
argumentera directement sur cette feuille en
énonçant la règle utilisée. (/ 1)
Nord
Nord
M
M
( S
)
( S
)
1
1
E
E
A
A
A
réglable
Sud
Sud
schéma 2
schéma 2
schéma 1
schéma 1
3
Lélève place laimant en U de façon à ce que le
solénoïde précédent se trouve dans lentrefer
comme dessiné sur le schéma 3. Il ne change pas
la polarité du générateur de tension mais baisse
la tension afin quaucun courant ne passe (
valeur initiale nulle I 0 A ) Laxe de
rotation de la boussole est toujours en M . Il
fait alors augmenter lintensité du courant I
progressivement jusquà ce que la direction de
laiguille aimantée soit déviée précisément dun
angle de 45 par rapport à sa direction initiale
. Il mesure alors une intensité I 4,0 A. 6 )
Représenter la position de la boussole en
indiquant sa direction et en représentant en
noir son pôle Sud. (/ 0,25) 7 ) Comment lélève
peut il en déduire la valeur du champ magnétique
crée à lintérieur de lentrefer de laimant en U
? Donner cette valeur. On pourra réaliser une
représentation vectorielle explicative dans le
rectangle en pointillée (à droite du schéma 3)(/
2) 8 ) Pourquoi ce résultat est il
satisfaisant alors quil na pas été pris en
compte le champ magnétique terrestre ? (/
0,25) Données µ0 4 ? 10-7 SI
4 ? 12,5
Nord
90
M
( S1)
E
Sud
schéma 3
4
Correction
Nord
M
B s

B a
( S1)
E
Sud
B a
schéma 2
schéma 1
Nord
90
M
B s
Puisque langle est de 45 alors Bs Bi B µ0
I N / L 4? 10-7 4,0 2000/ 0,40 25
mT
B a

( S1)
E
Sud
B a
schéma 3