terminales.examen.sn

Vous êtes ici : Accueil

2004 : particule chargée dans une champ magnétique

Détails: Catégorie : Exercices du BAC

Vous êtes ici : électromagnétisme > Corrigé 2004 : particule chargée dans une champ magnétique

Dans toute la suite on néglige le poids de la particule devant la force magnétique. Les mouvements sont rapportés au référentiel du laboratoire supposé galiléen.

5.1 : Une particule de charge q de masse m, pénètre dans un champ magnétique uniforme $\overrightarrow{B}$ avec une vitesse $\overrightarrow{v}_{0}$ perpendiculaire à $\overrightarrow{B}$ .

inserer image

5.1.1 : Montrer que le mouvement de la particule est à vitesse constante dans la région ou règne le champ magnétique $\overrightarrow{B}$ . (0,5 point)

5.1.2 : Montrer que la trajectoire est circulaire et située dans un plan que l’on précisera. Donner l’expression littérale du rayon R de cette trajectoire. (0,5 point)

5.2 : Une chambre d’ionisation C produit des ions de masse m, de charge q, accélérés par une tension appliquée entre la chambre d’ionisation C et l’électrode K horizontal percée d’un trou O.

Passant en O avec une vitesse verticale $\overrightarrow{v}_{0}$ , les ions pénètrent dans une région de l’espace où règne un champ magnétique uniforme horizontal $\overrightarrow{B}$ . La trajectoire décrite par les ions est telle qu’ils viennent frapper en $T_{0}$ la plaque photographique P située dans le plan horizontal passant par K (figure 6).

5.2.1 : Exprimer en fonction de q, m, $v_{0}$ , et B la distance $d_{0} = OT_{0}$ . (0,5 point)

5.2.2 : A l’entrée dans le champ $\overrightarrow{B}$ la valeur de la vitesse de l’ion est $v = v_{0} + \Delta v$ . L’ion frappe la plaque P en T. Exprimer en fonction de $d_{0}$ , $v_{0}$ , et $\Delta V$ la distance $D = TT_{0}$ . (0,5 point)

5.2.3 : En réalité le faisceau d’ions n’est pas homocinétique, les valeurs des vitesses des ions sont comprises entre $v_{0} - \Delta v$ et $v_{0} + \Delta v$ .

Exprimer littéralement les rayons $R_{1}$ et $R_{2}$ des trajectoires correspondant aux vitesses limites en fonction de q, m, $v_{0}$ et $\Delta v$ .

Exprimer littéralement la distance entre les deux traces $T_{1}$ et $T_{2}$ , puis calculer numériquement cette distance pour $\Delta V = 5.10^{3} m.s^{-1}$ . (0,5 point)

Données : $|q| = 3,2.10^{-19} C$ ; masse de l’ion m = 232u ; $1 u = 1,66.10^{-27} kg$ ; $v_{0} = 10^{5} m/s$ ; B = 0,20 T

5.2.4 : On superpose au champ $\overrightarrow{B}$ un champ électrique uniforme $\overrightarrow{E}$ . Déterminer les caractéristiques de $\overrightarrow{E}$ pour recueillir sur la plaque M en N seulement les ions animés de la vitesse $v_{0}$ du faisceau non homocinétique précédent (N est sur la même verticale que O). (0,5 point)

Qu’arrivent – ils aux particules de vitesse $v_{0} - \Delta v$ ? de vitesse $v_{0} + \Delta v$ ? Le dispositif convient-il aussi bien pour les charges positives que pour les charges négatives ? (0,5 point)

EXAMEN.SN V2.0 © RESAFAD SENEGAL Creative Commons License - Avenue Bourguiba x rue 14 Castors, Dakar (Sénégal) - Tél/Fax : +221 33864 62 33