Physique-chimie · Première

Exercices : aspects énergétiques des phénomènes électriques

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Aspects énergétiques des phénomènes électriques — S’entraîner

Feuille d’exercices

Prénom : ……………………………Date : ……………………Score : ……… / 8

Exercice 1
Un courant d’intensité 0,50 A circule pendant 2,0 minutes. Quelle charge électrique (en C) a traversé une section du circuit ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… C
Exercice 2
Une pile a une tension à vide E = 9,0 V et une résistance interne r = 2,0 Ω. Quelle est la tension à ses bornes lorsqu’elle débite 0,30 A ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… V
Exercice 3
Un radiateur de puissance 2 000 W fonctionne pendant 1 h 30 min. Quelle énergie consomme-t-il, en kWh ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… kWh
Exercice 4
Quelle puissance (en W) est dissipée par effet Joule dans une résistance de 10 Ω parcourue par un courant de 2,0 A ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… W
Exercice 5
Un moteur reçoit une puissance électrique de 400 W et fournit une puissance mécanique de 300 W. Quel est son rendement, en % ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… %
Exercice 6 — Coche la bonne réponse.
Quels sont les porteurs de charge responsables du courant dans une solution d’eau salée ?
- Les électrons libres
- Les ions Na⁺ et Cl⁻
- Les molécules d’eau
- Les protons des noyaux
Exercice 7 — Coche « Vrai » ou « Faux ».
Pour une source réelle de tension, la tension à ses bornes augmente quand l’intensité débitée augmente.
VraiFaux
Exercice 8
Une pile (E = 4,5 V ; r = 1,5 Ω) débite I = 0,40 A. Calcule la puissance produite, la puissance perdue par effet Joule dans la pile et la puissance fournie au circuit. Vérifie la cohérence.

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Aspects énergétiques des phénomènes électriques — S’entraîner

Corrigé détaillé — pour les parents et les enseignants

Exercice 1
Réponse : 60 C
Q = I × Δt, avec Δt en secondes.
1. Δt = 2,0 × 60 = 120 s
2. Q = 0,50 × 120 = 60 C
Exercice 2
Réponse : 8,4 V
On utilise le modèle U = E − rI.
1. U = 9,0 − 2,0 × 0,30
2. U = 9,0 − 0,60 = 8,4 V
Exercice 3
Réponse : 3 kWh
E = P × Δt avec P en kW et Δt en h.
1. P = 2,0 kW ; Δt = 1,5 h
2. E = 2,0 × 1,5 = 3,0 kWh
Exercice 4
Réponse : 40 W
P_J = R × I².
1. P_J = 10 × 2,0²
2. P_J = 40 W
Exercice 5
Réponse : 75 %
η = .
1. η = = 0,75
2. η = 75 % ; les 100 W restants sont perdus, surtout sous forme thermique.
Exercice 6
Réponse : Les ions Na⁺ et Cl⁻
Dans une solution électrolytique, ce sont les ions qui se déplacent : les cations dans le sens du courant, les anions en sens inverse.
Exercice 7
Réponse : Faux
U = E − rI : comme r > 0, U diminue quand I augmente. La caractéristique est une droite décroissante.
Exercice 8
Exemple de réponse : Puissance produite : E × I = 4,5 × 0,40 = 1,8 W.
Pertes par effet Joule : r × I² = 1,5 × 0,40² = 0,24 W.
Tension aux bornes : U = 4,5 − 1,5 × 0,40 = 3,9 V ; puissance fournie : U × I = 3,9 × 0,40 = 1,56 W.
Vérification : 1,56 + 0,24 = 1,8 W.
La conservation de l’énergie impose : puissance produite = puissance fournie + pertes.
- E × I = 1,8 W.
- rI² = 0,24 W.
- UI = 1,56 W et bilan vérifié.

Exercices corrigés : 0 / 8

Exercice 1 sur 8
Calcul
Un courant d’intensité 0,50 A circule pendant 2,0 minutes. Quelle charge électrique (en C) a traversé une section du circuit ?
Ta réponseC
Aide d’ULU pour cet exercice
Exercice 2 sur 8
Calcul
Une pile a une tension à vide E = 9,0 V et une résistance interne r = 2,0 Ω. Quelle est la tension à ses bornes lorsqu’elle débite 0,30 A ?
Ta réponseV
Aide d’ULU pour cet exercice
Exercice 3 sur 8
Calcul
Un radiateur de puissance 2 000 W fonctionne pendant 1 h 30 min. Quelle énergie consomme-t-il, en kWh ?
Ta réponsekWh
Aide d’ULU pour cet exercice
Exercice 4 sur 8
Calcul
Quelle puissance (en W) est dissipée par effet Joule dans une résistance de 10 Ω parcourue par un courant de 2,0 A ?
Ta réponseW
Aide d’ULU pour cet exercice
Exercice 5 sur 8
Calcul
Un moteur reçoit une puissance électrique de 400 W et fournit une puissance mécanique de 300 W. Quel est son rendement, en % ?
Ta réponse%
Aide d’ULU pour cet exercice
Exercice 6 sur 8
QCM
Quels sont les porteurs de charge responsables du courant dans une solution d’eau salée ?
Choisis une réponse
Les électrons libresLes ions Na⁺ et Cl⁻Les molécules d’eauLes protons des noyaux
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Exercice 7 sur 8
Vrai ou faux
Pour une source réelle de tension, la tension à ses bornes augmente quand l’intensité débitée augmente.
Vrai ou faux ?
VraiFaux
Aide d’ULU pour cet exercice
Exercice 8 sur 8
Question ouverte
Une pile (E = 4,5 V ; r = 1,5 Ω) débite I = 0,40 A. Calcule la puissance produite, la puissance perdue par effet Joule dans la pile et la puissance fournie au circuit. Vérifie la cohérence.
Ta réponse
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