Questions 11
Proposé par Kwiiz.ch

L'électricité statique

GYM4 Physique GYM PH 1

Kwiiz de physique (Secondaire II) sur l'électrostatique : les deux types de charge, conservation de la charge, conducteurs et isolants, loi de Coulomb (en $1/r^2$), champ électrique ($F = qE$), influence et mise à la terre. Avec de vraies surprises (la force électrique écrasant la gravité, la cage de Faraday qui protège dans la voiture, le ballon collé au mur, l'éclair) et deux calculs de niveau maturité. Aligné sur l'objectif GYM PH 1 (électrostatique, GYM4) du plan d'études gymnasial.

Objectif du Plan d'études romand (PER)

GYM PH 1 — Discipline fondamentale : physique.

Aperçu des questions

1Dans chaque cas, les deux objets s'attirent-ils ou se repoussent-ils ?
2Quand on frotte un ballon sur ses cheveux, d'où vient la charge électrique que le ballon acquiert ?
Des électrons arrachés aux cheveux et transférés au ballonLe ballon cède ses électrons aux cheveux et devient positifDes protons sont arrachés aux cheveux et se fixent sur le ballonDes électrons présents dans l'air ambiant viennent se coller au ballon
3La force électrique entre deux charges suit une loi en $1/r^2$ (loi de Coulomb). Si on triple la distance qui les sépare, par combien la force est-elle divisée ?
4Entre deux électrons, la répulsion électrique dépasse de très loin leur attraction gravitationnelle.
VraiFaux
5Pourquoi est-on relativement en sécurité dans une voiture pendant un orage ?
Les pneus en caoutchouc isolent parfaitement la voiture du solLa carrosserie métallique conduit la foudre tout autour de nousLes pneus déchargent doucement la voiture vers le sol au fil du tempsLes passagers, plus bas que le toit, restent hors du trajet de la foudre
6Une poussière chargée de $2$ µC ($2\times10^{-6}$ C), de masse $8\times10^{-6}$ kg, est placée dans un champ électrique de $400$ N/C. Quelle accélération (en m/s²) lui communique la seule force élect…
7Associe chaque notion d'électrostatique à la situation qui l'illustre.

À associer par paires :

ConducteurIsolantInfluence (à distance)Mise à la terre
la carlingue d'un avion foudroyé, que la charge parcourtla troisième broche d'une prise électriquele manche en caoutchouc d'un tournevis d'électricienune règle frottée qui courbe un mince filet d'eau du robinet
8Un ballon chargé collé à un mur finit toujours par en tomber, et cela d'autant plus lentement que l'air est humide.
VraiFaux
9D'où vient l'énorme différence de charge qui finit par déclencher un éclair ?
La ionisation de l'air par les rayons cosmiques venus des profondeurs de l'espaceLa condensation de la vapeur qui libère des ions dans le nuageLe frottement des cristaux de glace qui sépare les charges dans le nuageL'évaporation rapide de l'eau qui emporte les charges vers le haut
10Entre deux plaques distantes de $2$ cm règne une tension de $100$ V. Quelle est l'intensité du champ électrique (en V/m) entre elles ?
11À quoi sert le paratonnerre pointu installé au sommet des bâtiments ?
À attirer la foudre pour l'éloigner ensuite des habitants du bâtimentÀ produire gratuitement de l'électricité à partir de la foudre captéeÀ repousser les nuages d'orage grâce à sa pointe métallique chargéeÀ canaliser la foudre vers la terre sans traverser le bâtiment

Les bonnes réponses se découvrent en jouant le Kwiiz.