Which of the following statements are NOT true? (A) Coulomb's law is inverse square law. (B) In electrostatics, when one material is rubbed against another, both materials gain the same amount of negative charges.

Question

Asked on June 7, 2026Physics

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.

Accepted Answer · 2026-06-07T20:41:48.322Z

Voici les solutions détaillées pour les questions que vous avez envoyées : Question 12: La question demande quelle affirmation est FAUSSE. A) Les électrons de conduction, étant chargés négativement, se déplacent dans la direction opposée au champ électrique appliqué. Cette affirmation est VRAIE*. B) L'énergie stockée dans un condensateur est U = (1)/(2)CV^2. La capacité C dépend des facteurs géométriques (par exemple, pour un condensateur plan, C = ( A)/(d)). Cette affirmation est VRAIE*. C) Lorsqu'un diélectrique de constante K est inséré dans un condensateur, le champ électrique à l'intérieur est réduit par un facteur K. Cette affirmation est VRAIE*. D) La loi d'Ohm est obéie lorsque la résistivité du matériau est constante, c'est-à-dire qu'elle ne dépend ni de l'amplitude ni de la direction du champ électrique appliqué. Cette affirmation est VRAIE*. Puisque toutes les affirmations (A), (B), (C) et (D) sont vraies, il n'y a aucune affirmation fausse parmi elles. Par conséquent, l'option (E) est la bonne réponse. La bonne réponse est (E). E Question 13: Nous supposons que les charges sont q_A = 10 C à x_A = 11 cm et q_B = 12 C à x_B = 20 cm. Le point C est à 3 cm de A et entre A et B. Étape 1: Déterminer la position du point C et les distances aux charges. La position de A est x_A = 11 cm. La position de B est x_B = 20 cm. Le point C est à 3 cm de A, donc x_C = x_A + 3 cm = 11 cm + 3 cm = 14 cm. La distance de q_A à C est r_A = 3 cm = 0,03 m. La distance de q_B à C est r_B = x_B - x_C = 20 cm - 14 cm = 6 cm = 0,06 m. Étape 2: Calculer le champ électrique dû à chaque charge au point C. La constante de Coulomb est k = 9 × 10^9 N · m^2/C^2. Les deux charges sont positives. Le champ E_A pointe dans la direction positive de l'axe des x. Le champ E_B pointe dans la direction négative de l'axe des x. E_A = k (q_A)/(r_A^2) = (9 × 10^9 N · m^2/C^2) 10 × 10^-6 C(0,03 m)^2 E_A = (9 × 10^9) 10 × 10^-69 × 10^-4 = 10 × 10^7 N/C = 1,0 × 10^8 N/C E_B = k (q_B)/(r_B^2) = (9 × 10^9 N · m^2/C^2) 12 × 10^-6 C(0,06 m)^2 E_B = (9 × 10^9) 12 × 10^-636 × 10^-4 = 3 × 10^7 N/C Étape 3: Calculer le champ électrique net au point C. Le champ électrique net est la somme vectorielle de E_A et E_B. Puisqu'ils sont dans des directions opposées : E_net = E_A - E_B = (1,0 × 10^8 N/C) - (3 × 10^7 N/C) E_net = (10 × 10^7 N/C) - (3 × 10^7 N/C) = 7 × 10^7 N/C La bonne réponse est (B). B Question 14: La question demande quelle affirmation est VRAIE. A) La loi de Coulomb stipule que la force entre deux charges ponctuelles est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare (F 1/r^2). C'est la définition d'une loi en carré inverse. Cette affirmation est VRAIE*. B) Lors du frottement, une matière gagne des électrons (devient négative) et l'autre en perd (devient positive). Les deux ne peuvent pas gagner la même quantité de charges négatives. Cette affirmation est FAUSSE*. C) De même, les deux ne peuvent pas perdre la même quantité de charges positives. Cette affirmation est FAUSSE*. D) La charge est conservée, elle ne peut être ni créée ni détruite. Cette affirmation est FAUSSE*. E) La charge électrique est une propriété fondamentale des particules élémentaires (électrons, protons). Cette affirmation est FAUSSE*. La bonne réponse est (A). A Question 15: Nous avons un dipôle électrique avec q_1 = -2 C à (-5, 0) cm et q_2 = +2 C à (5, 0) cm. Nous devons trouver le champ électrique au point P (0, 100) cm. Étape 1: Identifier les paramètres du dipôle et du point P. Charge q = 2 C = 2 × 10^-6 C. Distance entre les charges 2a = 10 cm, donc a = 5 cm = 0,05 m. Le point P est sur la bissectrice perpendiculaire du dipôle, à une distance y = 100 cm = 1 m de l'origine. Étape 2: Calculer la distance de chaque charge au point P. r = sqrt(a^2 + y^2) = sqrt((0,05 m))^2 + (1 m)^2 = sqrt(0,0025 + 1) = sqrt(1,0025) m Étape 3: Calculer le champ électrique net au point P. Pour un point sur la bissectrice perpendiculaire d'un dipôle, le champ électrique net est dirigé parallèlement à l'axe du dipôle (ici, dans la direction négative de l'axe des x) et sa magnitude est donnée par : E = k (2qa)/(r^3) où k = 9 × 10^9 N · m^2/C^2. E = (9 × 10^9 N · m^2/C^2) 2 × (2 × 10^-6 C) × (0,05 m)(sqrt(1,0025) m)^3 E = (9 × 10^9) 2 × 10^-7(1,0025)^1,5 E = (1800)/(1,0025^1,5) ≈ (1800)/(1,00375) ≈ 1793,2 N/C En utilisant l'approximation pour y a, E ≈ k (2qa)/(y^3): E ≈ (9 × 10^9) 2 × 10^-7(1 m)^3 = 1800 N/C 1800 N/C = 1,80 kN/C. La bonne réponse est (E). E Question 16: Nous devons calculer le champ électrique à l'intérieur d'une sphère uniformément chargée. Étape 1: Identifier les données. Rayon de la sphère R = 10 cm = 0,1 m. Charge totale Q = 100 C = 100 × 10^-6 C = 10^-4 C. Distance du centre où le champ est calculé r = 5 cm = 0,05 m. Constante de Coulomb k = 9 × 10^9 N · m^2/C^2. Étape 2: Appliquer la formule du champ électrique à l'intérieur d'une sphère non conductrice uniformément chargée. Le champ électrique à une distance r < R du centre est donné par : E = k (Qr)/(R^3) E = (9 × 10^9 N · m^2/C^2) (10^-4 C) × (0,05 m)(0,1 m)^3 E = (9 × 10^9) 5 × 10^-610^-3 E = 45 × 10^9 × 10^-3 = 45 × 10^6 N/C E = 4,5 × 10^7 N/C La bonne réponse est (A). A Question 17: La question demande quelle affirmation est FAUSSE concernant les conducteurs en équilibre électrostatique. A) Toutes les charges en excès résident sur la surface du conducteur. Cette affirmation est VRAIE*. B) Le champ électrique à l'intérieur d'un conducteur est nul. Cette affirmation est VRAIE*. C) Le champ électrique juste à l'extérieur de la surface du conducteur est E = ()/(_0), où est la densité de charge surfacique. Cette affirmation est VRAIE*. D) Le champ électrique juste à l'extérieur de la surface du conducteur est perpendiculaire à la surface du conducteur, et non parallèle. S'il était parallèle, il y aurait une composante tangentielle de la force sur les charges, ce qui contredirait l'équilibre électrostatique. Cette affirmation est FAUSSE*. E) Puisque le champ électrique à l'intérieur d'un conducteur est nul, le potentiel est constant partout à l'intérieur et sur la surface du conducteur. Cette affirmation est VRAIE*. La bonne réponse est (D). D Question 18: Nous devons déterminer la charge sur le condensateur C_3. Étape 1: Calculer la capacité équivalente des condensateurs en parallèle. C_1 et C_2 sont en parallèle. C_p = C_1 + C_2 = 2,0 F + 3,0 F = 5,0 F Étape 2: Calculer la capacité équivalente totale du circuit. C_p est en série avec C_3. (1)/(C_eq) = (1)/(C_p) + (1)/(C_3) = (1)/(5,0 F) + (1)/(1,0 F) = (1)/(5) + (5)/(5) = (6)/(5) (1)/( F) C_eq = (5)/(6) F Étape 3: Calculer la charge totale stockée dans le circuit. La charge totale Q_total est la charge sur la capacité équivalente. Q_total = C_eq V = ((5)/(6) F) × (13,0 V) = (65)/(6) C Étape 4: Déterminer la charge sur C_3. Dans une combinaison en série, la charge sur chaque condensateur est la même que la charge totale. Donc, la charge sur C_3 est Q_3 = Q_total. Q_3 = (65)/(6) C ≈ 10,83 C Aucune des options proposées (A, B, C, D) ne correspond à ce résultat. La bonne réponse est (E). E Envoie-moi la prochaine 📸

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Voici les solutions détaillées pour les questions que vous avez envoyées : Question 12: La question demande quelle affirmation est FAUSSE. A) Les électrons de conduction, étant chargés négativement, se déplacent dans la direction opposée au champ électrique appliqué. Cette affirmation est VRAIE*. B) L'énergie stockée dans un condensateur est U = (1)/(2)CV^2. La capacité C dépend des facteurs géométriques (par exemple, pour un condensateur plan, C = ( A)/(d)). Cette affirmation est VRAIE*. C) Lorsqu'un diélectrique de constante K est inséré dans un condensateur, le champ électrique à l'intérieur est réduit par un facteur K. Cette affirmation est VRAIE*. D) La loi d'Ohm est obéie lorsque la résistivité du matériau est constante, c'est-à-dire qu'elle ne dépend ni de l'amplitude ni de la direction du champ électrique appliqué. Cette affirmation est VRAIE*. Puisque toutes les affirmations (A), (B), (C) et (D) sont vraies, il n'y a aucune affirmation fausse parmi elles. Par conséquent, l'option (E) est la bonne réponse. La bonne réponse est (E). E Question 13: Nous supposons que les charges sont q_A = 10 C à x_A = 11 cm et q_B = 12 C à x_B = 20 cm. Le point C est à 3 cm de A et entre A et B. Étape 1: Déterminer la position du point C et les distances aux charges. La position de A est x_A = 11 cm. La position de B est x_B = 20 cm. Le point C est à 3 cm de A, donc x_C = x_A + 3 cm = 11 cm + 3 cm = 14 cm. La distance de q_A à C est r_A = 3 cm = 0,03 m. La distance de q_B à C est r_B = x_B - x_C = 20 cm - 14 cm = 6 cm = 0,06 m. Étape 2: Calculer le champ électrique dû à chaque charge au point C. La constante de Coulomb est k = 9 × 10^9 N · m^2/C^2. Les deux charges sont positives. Le champ E_A pointe dans la direction positive de l'axe des x. Le champ E_B pointe dans la direction négative de l'axe des x. E_A = k (q_A)/(r_A^2) = (9 × 10^9 N · m^2/C^2) 10 × 10^-6 C(0,03 m)^2 E_A = (9 × 10^9) 10 × 10^-69 × 10^-4 = 10 × 10^7 N/C = 1,0 × 10^8 N/C E_B = k (q_B)/(r_B^2) = (9 × 10^9 N · m^2/C^2) 12 × 10^-6 C(0,06 m)^2 E_B = (9 × 10^9) 12 × 10^-636 × 10^-4 = 3 × 10^7 N/C Étape 3: Calculer le champ électrique net au point C. Le champ électrique net est la somme vectorielle de E_A et E_B. Puisqu'ils sont dans des directions opposées : E_net = E_A - E_B = (1,0 × 10^8 N/C) - (3 × 10^7 N/C) E_net = (10 × 10^7 N/C) - (3 × 10^7 N/C) = 7 × 10^7 N/C La bonne réponse est (B). B Question 14: La question demande quelle affirmation est VRAIE. A) La loi de Coulomb stipule que la force entre deux charges ponctuelles est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare (F 1/r^2). C'est la définition d'une loi en carré inverse. Cette affirmation est VRAIE*. B) Lors du frottement, une matière gagne des électrons (devient négative) et l'autre en perd (devient positive). Les deux ne peuvent pas gagner la même quantité de charges négatives. Cette affirmation est FAUSSE*. C) De même, les deux ne peuvent pas perdre la même quantité de charges positives. Cette affirmation est FAUSSE*. D) La charge est conservée, elle ne peut être ni créée ni détruite. Cette affirmation est FAUSSE*. E) La charge électrique est une propriété fondamentale des particules élémentaires (électrons, protons). Cette affirmation est FAUSSE*. La bonne réponse est (A). A Question 15: Nous avons un dipôle électrique avec q_1 = -2 C à (-5, 0) cm et q_2 = +2 C à (5, 0) cm. Nous devons trouver le champ électrique au point P (0, 100) cm. Étape 1: Identifier les paramètres du dipôle et du point P. Charge q = 2 C = 2 × 10^-6 C. Distance entre les charges 2a = 10 cm, donc a = 5 cm = 0,05 m. Le point P est sur la bissectrice perpendiculaire du dipôle, à une distance y = 100 cm = 1 m de l'origine. Étape 2: Calculer la distance de chaque charge au point P. r = sqrt(a^2 + y^2) = sqrt((0,05 m))^2 + (1 m)^2 = sqrt(0,0025 + 1) = sqrt(1,0025) m Étape 3: Calculer le champ électrique net au point P. Pour un point sur la bissectrice perpendiculaire d'un dipôle, le champ électrique net est dirigé parallèlement à l'axe du dipôle (ici, dans la direction négative de l'axe des x) et sa magnitude est donnée par : E = k (2qa)/(r^3) où k = 9 × 10^9 N · m^2/C^2. E = (9 × 10^9 N · m^2/C^2) 2 × (2 × 10^-6 C) × (0,05 m)(sqrt(1,0025) m)^3 E = (9 × 10^9) 2 × 10^-7(1,0025)^1,5 E = (1800)/(1,0025^1,5) ≈ (1800)/(1,00375) ≈ 1793,2 N/C En utilisant l'approximation pour y a, E ≈ k (2qa)/(y^3): E ≈ (9 × 10^9) 2 × 10^-7(1 m)^3 = 1800 N/C 1800 N/C = 1,80 kN/C. La bonne réponse est (E). E Question 16: Nous devons calculer le champ électrique à l'intérieur d'une sphère uniformément chargée. Étape 1: Identifier les données. Rayon de la sphère R = 10 cm = 0,1 m. Charge totale Q = 100 C = 100 × 10^-6 C = 10^-4 C. Distance du centre où le champ est calculé r = 5 cm = 0,05 m. Constante de Coulomb k = 9 × 10^9 N · m^2/C^2. Étape 2: Appliquer la formule du champ électrique à l'intérieur d'une sphère non conductrice uniformément chargée. Le champ électrique à une distance r < R du centre est donné par : E = k (Qr)/(R^3) E = (9 × 10^9 N · m^2/C^2) (10^-4 C) × (0,05 m)(0,1 m)^3 E = (9 × 10^9) 5 × 10^-610^-3 E = 45 × 10^9 × 10^-3 = 45 × 10^6 N/C E = 4,5 × 10^7 N/C La bonne réponse est (A). A Question 17: La question demande quelle affirmation est FAUSSE concernant les conducteurs en équilibre électrostatique. A) Toutes les charges en excès résident sur la surface du conducteur. Cette affirmation est VRAIE*. B) Le champ électrique à l'intérieur d'un conducteur est nul. Cette affirmation est VRAIE*. C) Le champ électrique juste à l'extérieur de la surface du conducteur est E = ()/(_0), où est la densité de charge surfacique. Cette affirmation est VRAIE*. D) Le champ électrique juste à l'extérieur de la surface du conducteur est perpendiculaire à la surface du conducteur, et non parallèle. S'il était parallèle, il y aurait une composante tangentielle de la force sur les charges, ce qui contredirait l'équilibre électrostatique. Cette affirmation est FAUSSE*. E) Puisque le champ électrique à l'intérieur d'un conducteur est nul, le potentiel est constant partout à l'intérieur et sur la surface du conducteur. Cette affirmation est VRAIE*. La bonne réponse est (D). D Question 18: Nous devons déterminer la charge sur le condensateur C_3. Étape 1: Calculer la capacité équivalente des condensateurs en parallèle. C_1 et C_2 sont en parallèle. C_p = C_1 + C_2 = 2,0 F + 3,0 F = 5,0 F Étape 2: Calculer la capacité équivalente totale du circuit. C_p est en série avec C_3. (1)/(C_eq) = (1)/(C_p) + (1)/(C_3) = (1)/(5,0 F) + (1)/(1,0 F) = (1)/(5) + (5)/(5) = (6)/(5) (1)/( F) C_eq = (5)/(6) F Étape 3: Calculer la charge totale stockée dans le circuit. La charge totale Q_total est la charge sur la capacité équivalente. Q_total = C_eq V = ((5)/(6) F) × (13,0 V) = (65)/(6) C Étape 4: Déterminer la charge sur C_3. Dans une combinaison en série, la charge sur chaque condensateur est la même que la charge totale. Donc, la charge sur C_3 est Q_3 = Q_total. Q_3 = (65)/(6) C ≈ 10,83 C Aucune des options proposées (A, B, C, D) ne correspond à ce résultat. La bonne réponse est (E). E Envoie-moi la prochaine 📸

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