Exercice 1 sur 10
CalculRappel : l’intensité est un débit de charges, I = , avec Q en coulombs (C) et Δt en secondes.
Une charge de 30 C traverse un fil en 1 minute. Calcule l’intensité du courant, en A.
Retravailler · Physique-chimie Première
L’énergie : conversions et transferts
10 exercices progressifs, des bases jusqu’au niveau attendu, avec une correction détaillée.
ULUMINE · Physique-chimie · Première
Retravailler : L’énergie : conversions et transferts
Kit de remédiation
Prénom : ……………………………Date : ……………………Score : ……… / 10
Exercice 1
Rappel : l’intensité est un débit de charges, I = , avec Q en coulombs (C) et Δt en secondes.
Une charge de 30 C traverse un fil en 1 minute. Calcule l’intensité du courant, en A.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… A
Exercice 2
Rappel : une source réelle de tension a pour modèle U = E − r × I (E : tension à vide, r : résistance interne).
Une pile a E = 6,0 V et r = 1,0 Ω. Calcule la tension à ses bornes quand elle débite 0,50 A.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… V
Exercice 3
Rappel : la puissance électrique reçue par un appareil est P = U × I.
Un appareil fonctionne sous 230 V et est traversé par un courant de 2,0 A. Calcule sa puissance, en W.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… W
Exercice 4
Rappel : E = P × Δt. En exprimant P en kW et Δt en heures, on obtient E en kWh.
Un four de 2,0 kW fonctionne pendant 30 minutes. Calcule l’énergie consommée, en kWh.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… kWh
Exercice 5
Rappel : un conducteur ohmique de résistance R traversé par un courant I dissipe par effet Joule la puissance PJ = R × I2.
Calcule PJ pour R = 10 Ω et I = 2,0 A, en W.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… W
Exercice 6
Rappel : le rendement d’un convertisseur est η = .
Un moteur électrique reçoit une puissance de 500 W et fournit une puissance mécanique utile de 400 W. Calcule son rendement, en %.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… %
Exercice 7
Rappel : l’énergie cinétique d’un système en translation est Ec = × m × v2, avec m en kg et v en m·s−1.
Calcule l’énergie cinétique d’une boule de 2,0 kg roulant à 3,0 m·s−1, en J.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… J
Exercice 8
Rappel : le travail du poids entre A et B est W(P⃗) = m × g × (zA − zB) ; il est positif (moteur) quand le corps descend.
Un sac de 5,0 kg tombe d’une étagère située 2,0 m plus haut que le sol (g = 9,8 N·kg−1). Calcule le travail de son poids, en J.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… J
Exercice 9 — Coche la bonne réponse.
Rappel : W = F × AB × cos α, où α est l’angle entre la force et le déplacement ; cos 90° = 0.
Une personne porte une valise et marche à hauteur constante sur un sol horizontal. Que vaut le travail du poids de la valise ?- Il est positif (moteur)
- Il est négatif (résistant)
- Il est nul
- Il est égal au poids de la valise
Exercice 10
Rappel : sans frottements, l’énergie mécanique Em = Ec + Epp se conserve : l’énergie potentielle perdue devient de l’énergie cinétique, d’où v = √(2 × g × h) pour un départ sans vitesse.
Un skieur part sans vitesse d’un point situé 20 m plus haut que le bas de la piste. On néglige les frottements (g = 9,8 N·kg−1). Calcule sa vitesse en bas, en m·s−1, arrondie au dixième.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… m·s⁻¹
ulumine.com — exercices corrigés gratuits
ULUMINE · Physique-chimie · Première
Retravailler : L’énergie : conversions et transferts
Corrigé détaillé — pour les parents et les enseignants
Exercice 1
Réponse : 0,5 A
On convertit la durée en secondes, puis on divise la charge par la durée.
- Δt = 1 min = 60 s
- I =
- I = 0,50 A
Exercice 2
Réponse : 5,5 V
Une partie de la tension est « perdue » dans la résistance interne : r × I. On la retire de la tension à vide.
- r × I = 1,0 × 0,50 = 0,50 V
- U = 6,0 − 0,50 = 5,5 V
Exercice 3
Réponse : 460 W
On multiplie la tension (en V) par l’intensité (en A) : on obtient des watts.
- P = 230 × 2,0
- P = 460 W
Exercice 4
Réponse : 1 kWh
On convertit la durée en heures avant de multiplier.
- Δt = 30 min = 0,50 h
- E = 2,0 × 0,50 = 1,0 kWh
- En joules : 1,0 kWh = 3,6 × 106 J
Exercice 5
Réponse : 40 W
Attention : l’intensité est au carré. On calcule I2 avant de multiplier par R.
- I2 = 2,02 = 4,0
- PJ = 10 × 4,0 = 40 W
- Piège : 10 × 2,0 = 20 W oublie le carré.
Exercice 6
Réponse : 80 %
On divise la puissance utile par la puissance reçue ; le reste est perdu, surtout sous forme thermique.
- η = = 0,80
- η = 80 %
- Pertes : 500 − 400 = 100 W, transférés à l’environnement par chaleur.
Exercice 7
Réponse : 9 J
On élève d’abord la vitesse au carré, puis on multiplie par la masse et par .
- v2 = 3,02 = 9,0
- Ec = 0,5 × 2,0 × 9,0
- Ec = 9,0 J
Exercice 8
Réponse : 98 J
Le sac descend de 2,0 m : zA − zB = 2,0 m. Le travail du poids ne dépend que de cette différence d’altitude, pas du chemin suivi.
- W = 5,0 × 9,8 × 2,0
- W = 98 J
- W > 0 : le poids est moteur pendant la chute.
Exercice 9
Réponse : Il est nul
Le poids est vertical et le déplacement horizontal : l’angle entre eux est de 90°, donc cos α = 0 et le travail est nul. On le retrouve avec W = mg(zA − zB) : l’altitude ne change pas.
- α = 90°
- cos 90° = 0
- W(P⃗) = 0 J
Exercice 10
Réponse : 19,8 m·s⁻¹
La perte d’énergie potentielle m × g × h est entièrement convertie en énergie cinétique × m × v2. La masse se simplifie : la vitesse ne dépend pas de la masse du skieur.
- × m × v2 = m × g × h
- v = √(2 × 9,8 × 20) = √392
- v ≈ 19,8 m·s−1 (soit environ 71 km·h−1)
- En réalité, les frottements font que l’énergie mécanique diminue : la vitesse réelle est plus faible.
Ces exercices reprennent l’énergie électrique (intensité, source réelle, puissance, effet Joule, rendement) puis l’énergie mécanique (énergie cinétique, travail, conservation). Chaque énoncé rappelle la relation à utiliser : vérifie toujours les unités avant de calculer. Les corrections détaillent chaque étape.
Exercices corrigés : 0 / 10
Exercice 2 sur 10
CalculRappel : une source réelle de tension a pour modèle U = E − r × I (E : tension à vide, r : résistance interne).
Une pile a E = 6,0 V et r = 1,0 Ω. Calcule la tension à ses bornes quand elle débite 0,50 A.Exercice 3 sur 10
CalculRappel : la puissance électrique reçue par un appareil est P = U × I.
Un appareil fonctionne sous 230 V et est traversé par un courant de 2,0 A. Calcule sa puissance, en W.Exercice 4 sur 10
CalculRappel : E = P × Δt. En exprimant P en kW et Δt en heures, on obtient E en kWh.
Un four de 2,0 kW fonctionne pendant 30 minutes. Calcule l’énergie consommée, en kWh.Exercice 5 sur 10
CalculRappel : un conducteur ohmique de résistance R traversé par un courant I dissipe par effet Joule la puissance PJ = R × I2.
Calcule PJ pour R = 10 Ω et I = 2,0 A, en W.Exercice 6 sur 10
CalculRappel : le rendement d’un convertisseur est η = .
Un moteur électrique reçoit une puissance de 500 W et fournit une puissance mécanique utile de 400 W. Calcule son rendement, en %.Exercice 7 sur 10
CalculRappel : l’énergie cinétique d’un système en translation est Ec = × m × v2, avec m en kg et v en m·s−1.
Calcule l’énergie cinétique d’une boule de 2,0 kg roulant à 3,0 m·s−1, en J.Exercice 8 sur 10
CalculRappel : le travail du poids entre A et B est W(P⃗) = m × g × (zA − zB) ; il est positif (moteur) quand le corps descend.
Un sac de 5,0 kg tombe d’une étagère située 2,0 m plus haut que le sol (g = 9,8 N·kg−1). Calcule le travail de son poids, en J.Exercice 9 sur 10
QCMRappel : W = F × AB × cos α, où α est l’angle entre la force et le déplacement ; cos 90° = 0.
Une personne porte une valise et marche à hauteur constante sur un sol horizontal. Que vaut le travail du poids de la valise ?Exercice 10 sur 10
CalculRappel : sans frottements, l’énergie mécanique Em = Ec + Epp se conserve : l’énergie potentielle perdue devient de l’énergie cinétique, d’où v = √(2 × g × h) pour un départ sans vitesse.
Un skieur part sans vitesse d’un point situé 20 m plus haut que le bas de la piste. On néglige les frottements (g = 9,8 N·kg−1). Calcule sa vitesse en bas, en m·s−1, arrondie au dixième.