PARTIE I : Évaluation des ressource / 24 points
Exercice 1 : Vérification des savoirs / 8 points
1. Définir : lentille mince, point de fonctionnement d'un dipôle dans un circuit. 2 pts
2. Énoncer le principe des échanges de chaleur. 2 pts
3. Donner le principe de fonctionnement du microscope. 2 pts
4. Donner deux qualités d'un instrument de mesure. 2 pts
Exercice 2 : Application des savoirs / 8 pts
Partie A : Quantité de chaleur / 2 pts
Déterminer la quantité de chaleur qu'il faut fournir à un morceau de plomb de masse m = 0,500 kg, pris à la température \({\theta _1} = 25,0{}^oC\), pour le porter à la température \({\theta _2} = 250,0{}^oC\). 2 pt
On Donne :
Température de fusion du plomb \(\theta = 327,0{}^oC\) ;
Chaleur massique du plomb \({C_{Pb}} = 129J.k{g^{ - 1}}.{}^o{C^{ - 1}}\).
Partie B : Énergie cinétique d'un solide / 2 points
On considère une tige de moment d'inertie \({J_\Delta } = 0,40kg.{m^2}\) mobile autour d'un axe fixe ( \(_\Delta \) ) avec une vitesse \(\omega = 2\pi rad.{s^{ - 1}}\).
Calculer l'énergie cinétique de la tige. 2 pt
Partie C : Loi de Wien / 4 points
Lorsque la Terre reçoit les rayons solaires, sa température moyenne est de 293 K. On admet que la Terre obéit à la loi de Wien.
1. Calculer la longueur d'onde du maximum de rayonnement émis par la Terre. 2 pt
2. Donner le domaine des ondes émises par la Terre sachant que \({\lambda _{\max }} = 9,89 \times {10^{ - 6}}m\) 2 ptS
Exercice 3 : Utilisation des savoirs / 8 points
Partie A: Circuit électrique / 4 points.
1. On monte en parallèle deux générateurs identiques de caractéristiques \(\left( {{E_o} = 3V;{r_o} = 2\Omega } \right)\)
Déterminer les caractéristiques du générateur équivalent \(\left( {E,r} \right)\). 2 pt
2. Un générateur de caractéristiques \(\left( {E = 3V,r = 1\Omega } \right)\) est monté en série avec un électrolyseur de caractéristiques \(\left( {E' = 2V,r' = 2\Omega } \right)\) et un résistor de résistance \({R = 10\Omega }\)
Déterminer l'intensité du courant qui traverse le circuit. 2 pt
Partie B : Œil réduit / 4 points
Un observateur a les limites de vision distincte :10 cm et 100 cm.
1- De quel défaut d’accommodation souffre cet observateur ? 2 pt
2- La rétine de cet œil est située à 15 mm du centre optique du cristallin.
Déterminer les limites entre lesquelles varie la vergence de son cristallin. 2 pt
PARTIE Il : ÉVALUATION DES COMPÉTENCES / 16 points
Une société construit un barrage hydroélectrique pour alimenter une ville en énergie électrique.
Le cahier de charge demande que le barrage produise une intensité de courant minimale \(l = 100 A\) pour la consommation de la ville.
Le barrage est modélisé sur le schéma ci-dessous.
Le débit (volume d'eau qui fait tourner la turbine en une seconde) est de 300 m3.s1.
Le directeur s'interroge sur la capacité de la chute à faire fonctionner l'alternateur en plein régime. En plus, il se demande si le cahier de charge sera rempli.
Informations sur l'alternateur :
Fonctionnement en plein régime de l'alternateur nécessite une puissance mécanique \({P_m} = 235 \times {10^6}W\).
Rendement \(\eta = \frac{{ Puissance_électrique }}{{ Puissance)mécanique }} = 0,800\)
Tension délivrée en plein régime \(U = 2500 Kv\)
Information utile
L'alternateur transforme l’Energie mécanique reçue en énergie électrique.
Données : \(g = 10,0 N/kg \); \({\rho _{eau}} = 1000kg/{m^3}\); \(h = 78,3 m\).
En exploitant les informations ci-dessus et en utilisant une démarche scientifique,
1. Examine si le barrage peut faire fonctionner l'alternateur en plein régime. 8 pt
2- Examine si le cahier de charge sera rempli. 8 pt
