Les rails de Laplace

Intermédiaire
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Énoncé

Une tige conductrice repose sur deux rails horizontaux parallèles, distants de , dans une région où règne un champ magnétique uniforme vertical de valeur , perpendiculaire à la tige. Un générateur fait circuler dans la tige un courant d'intensité . 1) Calculer l'intensité de la force de Laplace qui s'exerce sur la tige. 2) Dans quelle direction la tige se met-elle en mouvement ? Justifier. 3) Comment inverser le sens de ce mouvement, sans toucher au générateur ? 4) Dans un autre montage, une tige de longueur utile placée dans un champ perpendiculaire subit une force de . Calculer l'intensité du courant. 5) Un élève affirme qu'augmenter seulement la longueur de tige plongée dans le champ ne change rien, puisque et sont inchangés. Que lui répondre ?

Indices

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1 Indice 1
Applique $F = B\,I\,L$, la tige étant perpendiculaire au champ. La force est perpendiculaire à la tige, donc dirigée le long des rails.
2 Indice 2
Pour inverser le mouvement sans toucher au générateur, retourne le champ. La question 5 s'y trompe : la longueur figure bien dans l'expression de la force.

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La méthode — par où commencer

Applique , la tige étant perpendiculaire au champ. La force est perpendiculaire à la tige, donc dirigée le long des rails.

Pour inverser le mouvement sans toucher au générateur, retourne le champ. La question 5 s'y trompe : la longueur figure bien dans l'expression de la force.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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