This physics problem tests your understanding of fundamental physical laws and their applications. The step-by-step solution below breaks down the problem using relevant equations and physical reasoning.
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Pour l'exercice 1, voici les solutions aux questions posées. 4.1 Reproduis et annote le schéma. Je ne peux pas reproduire un schéma, mais je peux identifier les composants du circuit : G : Générateur (source de tension continue) A : Ampèremètre (mesure l'intensité du courant en série) R : Résistor (résistance fixe) V : Voltmètre (mesure la tension aux bornes du résistor en parallèle) Rh : Rhéostat (résistance variable) 4.2.1 Calcule la valeur de la tension aux bornes du résistor. Step 1: Convertir l'intensité du courant en ampères. I = 200 \, mA = 200 × 10^-3 \, A = 0,200 \, A Step 2: Appliquer la loi d'Ohm pour calculer la tension U. U = R × I U = 60 \, × 0,200 \, A U = 12 \, V La tension aux bornes du résistor est de 12 V. 4.2.2 Calcule la quantité de chaleur dégagée par effet Joule pour une durée de 5 min. Step 1: Convertir la durée en secondes. t = 5 \, min = 5 × 60 \, s = 300 \, s Step 2: Calculer la quantité de chaleur Q dégagée par effet Joule. Q = R × I^2 × t Q = 60 \, × (0,200 \, A)^2 × 300 \, s Q = 60 \, × 0,04 \, A^2 × 300 \, s Q = 720 \, J La quantité de chaleur dégagée est de 720 J. 4.2.3 Détermine le nombre d'électrons qui traversent une section droite de ce conducteur ohmique au bout de ces 5 min. Step 1: Calculer la charge totale Q_charge qui traverse le conducteur. Q_charge = I × t Q_charge = 0,200 \, A × 300 \, s Q_charge = 60 \, C Step 2: Déterminer le nombre d'électrons N en divisant la charge totale par la charge élémentaire e. N = Q_chargee N = 60 \, C1,6 × 10^-19 \, C N = 3,75 × 10^20 Le nombre d'électrons est de 3,75 × 10^20. 4.3.1 Comment sont associés les deux résistors ? Justifie ta réponse. La résistance du résistor R est R = 60 \, . La résistance équivalente de l'association est R_eq = 20 \, . Puisque la résistance équivalente (20 \, ) est inférieure à la résistance du résistor R (60 \, ), les deux résistors sont associés en parallèle. En effet, l'association en parallèle diminue la résistance totale du circuit. 4.3.2 Détermine la valeur de la résistance R2. Step 1: Utiliser la formule de l'association en parallèle. (1)/(R_eq) = (1)/(R) + (1)/(R_2) Step 2: Isoler (1)/(R_2). (1)/(R_2) = (1)/(R_eq) - (1)/(R) Step 3: Substituer les valeurs données. (1)/(R_2) = (1)/(20 \, ) - (1)/(60 \, ) Step 4: Mettre les fractions au même dénominateur. (1)/(R_2) = (3)/(60 \, ) - (1)/(60 \, ) (1)/(R_2) = (2)/(60 \, ) (1)/(R_2) = (1)/(30 \, ) Step 5: Calculer R_2. R_2 = 30 \, La valeur de la résistance R_2 est de 30 . Envoie-moi la prochaine 📸