E1 & E2 (Champ magnétique et forces de Laplace)

Remarque : Attention, savoir répondre correctement à ce quiz est nécessaire mais n’est en rien suffisant ! S’entraîner à résoudre les exercices vus en TD, ainsi que la connaissance en profondeur du cours (définitions, démonstrations, remarques…) est évidemment indispensable.

[rapid_quiz question= »Le champ magnétique créé par une bobine est uniforme. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Le champ magnétique est bien évidemment de moins en moins intense lorsque l’on s’éloigne de la bobine. En revanche il se peut que le champ soit uniforme dans certaines zones de l’espace, comme par exemple à l’intérieur d’une bobine longue (solénoïde), si l’on n’est pas trop près des bords. Vous devez d’ailleurs connaître l’expression de la norme du champ magnétique uniforme à l’intérieur d’un solénoïde :

    \[B=\\mu_0 n I\]

(voir cours). »]
[rapid_quiz question= »Le sens du champ magnétique créé par une bobine ne dépend pas du sens du courant. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Voir les règles données en cours pour déterminer le sens d’orientation des lignes de champ magnétique, à partir du sens de circulation du courant. »]
[rapid_quiz question= »Le champ magnétique au voisinage des fils est colinéaire au fil, dans le sens du courant. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Le champ magnétique au voisinage d’un fil s’enroule autour du fil. »]
[rapid_quiz question= »Le champ magnétique au voisinage d’un aimant s’enroule autour de l’aimant. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Voir dans le cours l’allure des lignes de champ magnétique autour d’un aimant droit et d’un aimant en U. »]
[rapid_quiz question= »Le resserrement des lignes de champ magnétique correspond à une augmentation de la norme du champ magnétique. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »Voir dans le cours l’allure des lignes de champ magnétique au voisinage d’un aimant, d’une bobine… Plus on s’éloigne de l’objet qui crée le champ, plus les lignes de champ sont espacées les unes des autres. »]
[rapid_quiz question= »Le nombre de spires d’une bobine est sans influence sur le champ qu’elle produit. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Plus il y a de spires, plus le champ magnétique sera intense. C’est d’ailleurs pour cela qu’on fait des bobines et non simplement des boucles de courant : le fait de faire plusieurs tours revient à superposer plusieurs boucles de courant, et donc le champ magnétique généré autour est d’autant plus intense. »]
[rapid_quiz question= »Le dispositif des rails de Laplace est un moteur électrique. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »C’est vrai, puisqu’on obtient un mouvement à partir d’un courant électrique. (L’inconvénient est qu’il s’agit d’un mouvement de translation, qui forcément s’arrête lorsque le barreau arrive au bout des rails… pas très pratique ! Le mieux serait de d’obtenir un mouvement de rotation à partir d’un courant électrique ! C’est ce que nous ferons dans un prochain chapitre avec le "moteur à courant continu".) »]
[rapid_quiz question= »L’effet d’un champ magnétique sur un moment magnétique

    \[\\overrightarrow{\\mu}\]

est d’aligner le moment magnétique

    \[\\overrightarrow{\\mu}\]

colinéairement au champ magnétique. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »Voir le cours. »]
[rapid_quiz question= »La force de Laplace élémentaire

    \[\\textrm{d}\\overrightarrow{F_L}=I\\overrightarrow{\\textrm{d}l}\\wedge\\overrightarrow{B}\]

est une force par unité de longueur, et s’exprime donc en

    \[\\textrm{N}\\cdot \\textrm{m}^{-1}\]

. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »C’est une force, qui s’exprime en

    \[\\textrm{N}\]

. C’est la force qui s’exerce sur l’élément

    \[\\overrightarrow{\\textrm{d}l}\]

de conducteur. »]
[rapid_quiz question= »Lorsqu’un élément de fil est parcouru par un courant d’intensité

    \[I\]

, il génère un champ magnétique

    \[\\overrightarrow{B}\]

qui intervient dans la force de Laplace qu’il subit

    \[I\\overrightarrow{\\textrm{d}l}\\wedge\\overrightarrow{B}\]

. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »C’est seulement le champ magnétique extérieur qu’il faut prendre en compte dans la force de Laplace. »]
[rapid_quiz question= »Dans le cas d’un barreau rectiligne de longueur

    \[l\]

parcouru par un courant d’intensité

    \[I\]

selon

    \[\\overrightarrow{u_x}\]

, soumis à un champ magnétique extérieur constant et uniforme

    \[\\overrightarrow{B}\]

, la résultante des forces de Laplace qu’il subit prend la forme simple

    \[Il\\overrightarrow{u_x}\\wedge\\overrightarrow{B}\]

 » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »Faire le calcul intégral pour s’en convaincre. »]
[rapid_quiz question= »La puissance des forces de Laplace exercées sur un barreau aligné selon

    \[\\overrightarrow{u_x}\]

et animé d’une vitesse

    \[\\overrightarrow{v}\]

plongé dans un champ magnétique extérieur

    \[\\overrightarrow{B}\]

est nulle si deux vecteurs parmi

    \[\\overrightarrow{u_x}\]

,

    \[\\overrightarrow{v}\]

et

    \[\\overrightarrow{B}\]

sont colinéaires. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »Le calcul de la puissance fait intervenir le produit mixte

    \[\\left( \\overrightarrow{\\textrm{d}l}\\wedge\\overrightarrow{B}\\right) \\cdot\\overrightarrow{v}\]

« ]
[rapid_quiz question= »La direction de la force de Laplace ne dépend que du sens du courant. » answer= »FAUX » options= »VRAI|FAUX » notes= »Elle dépend aussi de la direction du champ magnétique. Voir le cours. »]
[rapid_quiz question= »Il existe une énergie potentielle associée au moment des forces de Laplace sur un moment magnétique

    \[\\overrightarrow{\\mu}\]

. » answer= »VRAI » options= »VRAI|FAUX » notes= »Son expression (à connaître) est

    \[\\mathcal{E}_p=-\\overrightarrow{\\mu}\\cdot\\overrightarrow{B}\]

. »]