1999 : Champ magnétique total

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Catégorie : Exercices du BAC

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On néglige le champ magnétique terrestre ;   S.I.

On considére une bobine de longueur l = 50 cm comprenant n=1000 spires de rayon moyen r=2 cm.

1/ La bobine est traversée par un courant d'intensité I. L'intensité du vecteur champ magnétique au centre de cette bobine est .

1-1 Peut-on utiliser la relation ? Justifier ?

1-2 Indiquer par un schèma clair comment se placerait une aiguille aimantée au centre de la bobine en choisissant un sens de parcours du courant.

2/ Un aimant droit situé dans le plan horizontal est placé perpendiculairement à l'axe de la bobine horizontale, toujours traversé par le même courant.

2-1 Représenter au centre de la bobine les vecteurs champs magnétiques crée par l'aimant droit et crée par la bobine en précisant les pôles de l'aimant et le sens du courant. .

2-2 Préciser la nouvelle orientation de l'aiguille. Quelle est l'intensité du champ résultant ?

3/ La bobine est maintenant en circuit ouvert. Dans le champ magnétique uniforme horizontal , un dispositif approprié permet de faire tourner librement la bobine autour d'un axe vertical passant par son centre avec une vitesse angulaire constante .

3-1 A l'instant , l'axe de bobine et sont parallèle. La normale aux spires étant orientée dans le sens de , calculer le flux de la bobine.

3-2 A la date quelconque, la bobine a tourné de l'angle . Exprimer en fonction des données le flux à travers la bobine. Le calculer à la date .

3-3 Montrer que la bobine est le siège d'une force électromotrice d'induction .

Calculer sa valeur maximale.

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