Novembre 2015 Devoir de contrôle N -1- 4éme S.INF

Lycée secondaire :L’Avicenne 2H

Menzel Bourguiba L’utilisation de la calculatrice non programmable

est permise

Préparé par : Mr : Aouadi Kamel

CHIMIE ( 5 Pts )

On dose un volume V1=20 mL d’une solution aqueuse de sulfate de fer II (FeSO4) acidifiée de concentration molaire C1, par une solution de permanganate de potassium (KMnO4) de concentration molaire C2 = 1,4 10-2 mol.L-1. 1) Donner un schéma annoté du dispositif expérimental permettant la réalisation de ce dosage. 2) Durant cette réaction, les ions Fe2+ se transforment en ions Fe3+, tandis que les ions MnO4

- se transforment en ions Mn2+, selon l’équation : MnO4

- + 8 H3O+ + 5 e- Mn2+ + 12 H2O

a- Ecrire l’équation de transformation des ions Fe2+ et dire s’il s’agit d’une oxydation ou d’une

réduction. b- Ecrire l’équation bilan de la réaction des ions MnO4

- avec les ions Fe2+. 3) L’équivalence est obtenue par l’ajout, à la solution aqueuse de sulfate de fer II, d’un volume V’=14,3 mL de la solution de permanganate de potassium.

a- Préciser la méthode de repérage du point d’équivalence dans un tel dosage.

b- Montrer qu’à l’équivalence on a : C2.V’ = 𝑪𝟏𝑽𝟏

𝟓

c- Calculer la valeur de la concentration molaire C1.

PHYSIQUE ( 15 Pts )

Exercice 1( 8 Pts ) Afin d’étudier expérimentalement la réponse d’un circuit RC à un échelon de tension, on réalise le circuit de la figure 1 qui comporte : - un générateur de tension idéale de fém. E - un condensateur de capacité C = 2μF, - un résistor de résistance R réglable, - un interrupteur K. A un instant t=0, on ferme l’interrupteur K. 1) Préciser le phénomène physique qui se produit dans le condensateur. 2) a. Montrer que l’équation différentielle régissant l’évolution de la tension uC aux

bornes du condensateur s’écrit : 𝑅𝐶.𝒅𝑼𝑪

𝒅𝒕 + 𝑢𝑐 = 𝐸.

b. En admettant que la solution de l’équation différentielle précédente est de la forme :

uC(t) = A(1- 𝒆

−𝒕

𝝉 ), préciser la signification de A et de 𝜏.

3) Un système approprié à permis de suivre l’évolution temporelle des tensions uC ,uG et uR

respectivement aux bornes du condensateur, du générateur et du résistor. Pour une valeur R = R1,

on obtient les courbes : ℂ𝟏, ℂ𝟐 et ℂ𝟑 de la figure 2. ( page suivante )

a. En justifiant la réponse, faire correspondre chacune des trois courbes ℂ𝟏, ℂ𝟐 et ℂ𝟑 à la tension qu’elle représente. b. En exploitant les courbes de la figure 2, déterminer la fém. E du générateur et la constante de temps 𝜏 du circuit. En déduire la valeur de R1 c. Déterminer l’instant t1 pour lequel uC est égale à uR. d. Exprimer uC en fonction de E, t1 et t.

En déduire le pourcentage de charge du condensateur l’instant t1.

Exercice 2( 7 Pts )

1- On éloigne le pôle nord d'un aimant de la face d'une bobine (B) fermée sur un milliampèremètre, on constate que ce dernier indique un courant non nul au cours du déplacement de l'aimant: (Figure-1-)

a- Préciser l'inducteur et l'induit. b- Qu'appelle-t-on le courant détecté par le milliampèremètre? c- Quelle est la loi qui prévoit le sens de ce courant? Enoncer cette loi. d- En appliquant cette loi, indiquer sur la figure le sens de ce courant? Justifier e- Au cours du déplacement de l'aimant, la face (A) de la bobine constitue –elle une face sud ou une face nord ?

2- La bobine (B), est maintenant insérée dans un circuit électrique comportant un interrupteur et un générateur de courant variable dont les variations sont donnés par la figure suivante:

a- Qu'appelle-t-on le phénomène dont la bobine est le siège? b- Sachant que cette bobine possède une résistance supposée nulle et une d'inductance L=0,2 H.

Donner l'expression de l'intensité de courant i(t) au cours des deux phases.

Rappeler l'expression de la f.e.m d'auto-induction e crée par la bobine.

Donner alors la valeur de e dans chacun des intervalles cités.

Représenter graphiquement e en fonction du temps.