La boussole des tangentes

Difficile
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Énoncé

Une boussole est placée au centre d'un solénoïde dont l'axe est disposé perpendiculairement à la composante horizontale du champ magnétique terrestre, de valeur . Lorsqu'un courant circule, l'aiguille dévie d'un angle par rapport à sa position initiale. On donne et en unités du Système International. 1) Justifier que l'aiguille s'oriente selon la résultante des deux champs. 2) Établir la relation entre l'angle de déviation, le champ du solénoïde et le champ terrestre. 3) Pour une déviation de , que vaut le champ créé par le solénoïde ? 4) Le solénoïde comporte spires par mètre. En déduire l'intensité du courant qui le traverse. 5) Pourquoi cette expérience constitue-t-elle une méthode de mesure du champ terrestre ?

إرشادات

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1 الإرشاد 1
L'aiguille s'oriente sur la résultante des deux champs, qui sont ici perpendiculaires : la déviation vérifie donc $\tan\theta = \dfrac{B_{\text{sol}}}{B_h}$.
2 الإرشاد 2
Une déviation de $45^{\circ}$ signifie que les deux champs sont égaux. L'intensité se tire ensuite de $B = \mu_0\,n\,I$, où $n$ est déjà donné par mètre.

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الطريقة — من أين نبدأ

L'aiguille s'oriente sur la résultante des deux champs, qui sont ici perpendiculaires : la déviation vérifie donc .

Une déviation de signifie que les deux champs sont égaux. L'intensité se tire ensuite de , où est déjà donné par mètre.

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