Devoir controle Num1
نص الوثيقة
نسخة نصية من الملف للقراءة والبحث. الملف الأصلي بصيغة PDF أعلاه.
Dhafer
Prof :
Med Dhafer Bahroun
Devoir de Contrôle
N°1
Sciences Physiques
Classe : Bac Informatique
Année Scolaire : 2026/2027
Durée : 2 heures
◆ L’utilisation de la calculatrice non programmable est permise.
◆ L’épreuve comporte 3 exercices : 1 de chimie et 2 de physique, sur 5 pages numérotées de 1 à 5 y
compris celle-ci.
◆ Les pages 4/5 et 5/5 (annexe) sont à remplir par le candidat et à remettre avec la copie.
CHIMIE (5 points)
Données : M(KMnO
4
) = 158 g.mol
−1
; M(FeSO
4
) = 152 g.mol
−1
.
On prépare une solution aqueuse (S) de permanganate de potassium KMnO
4
, de volume V
1
=
250 mL et de concentration molaire C
1
= 2,0×10
−2
mol.L
−1
.
1) a- Calculer la quantité de matière n
1
de KMnO
4
dissous dans (S). (0,5)
b- En déduire la masse m
1
de permanganate de potassium utilisée. (0,5)
2) La solution (S), fraîchement préparée, sert à doser un volume V
2
= 10 mL d’une solution
aqueuse de sulfate de fer II (FeSO
4
) acidifiée, de concentration molaire inconnue C
2
.
a- Annoter le schéma du dispositif de dosage de la figure 1 (page annexe). (0,25 × 4)
b- Écrire l’équation de transformation des ions Fe
2+
en ions Fe
3+
et préciser s’il s’agit d’une
oxydation ou d’une réduction. (0,5 + 0,25)
c- Sachant que les ions MnO
4
−
se transforment en ions Mn
2+
selon : MnO
4
−
+ 8 H
3
O
+
+ 5 e
−
→ Mn
2+
+ 12 H
2
O, écrire l’équation bilan de la réaction de dosage. (0,5)
d- Décrire le changement de couleur observé dans l’erlenmeyer et en déduire comment on
repère l’équivalence. (0,5)
3) L’équivalence est atteinte lorsqu’on a versé un volume V
éq
= 12 mL de la solution (S).
a- Montrer, à l’équivalence, que C
2
·V
2
=
5·C
1
·V
éq
. (0,5)
b- Calculer la valeur de C
2
. (0,25)
c- Calculer la masse de FeSO
4
nécessaire pour préparer 100 mL de la solution de
concentration C
2
. (0,25)
d- Calculer la concentration molaire des ions Mn
2+
dans le mélange réactionnel à
l’équivalence. (0,25)
PHYSIQUE (15 points)
Exercice n°1 : (9 points)
Partie A :
Le circuit de la figure 2 comporte en série : un générateur de courant (G) délivrant un courant
d’intensité constante I, un condensateur de capacité C inconnue, un conducteur ohmique de
résistance R = 20 kΩ et un interrupteur K. Le condensateur est initialement déchargé. On ferme
K à l’instant t = 0.
Prof : Med Dhafer Bahroun Page 1 / 5
Dhafer
Figure 2
1) On branche un oscilloscope comme l’indique la figure 2 (la masse est reliée au point B).
Préciser la tension visualisée sur chacune des voies Y
1
et Y
2
. (0,25 × 2)
2) L’écran de l’oscilloscope est représenté sur la figure 3 (page annexe), où l’on observe les
oscillogrammes (1) et (2). Les réglages sont : balayage horizontal 5 ms/div ; sensibilité
verticale 4 V/div pour les deux voies.
a- Identifier, en justifiant, chacun des deux oscillogrammes. (0,5 + 0,5)
b- Déterminer l’intensité I du courant débité par le générateur, puis la valeur de la capacité
C. (0,5 + 0,5)
c- Calculer, à la date t = 20 ms, la charge q portée par l’armature positive puis l’énergie E
C
emmagasinée dans le condensateur. (0,5 + 0,5)
3) Le condensateur étudié est plan, de surface d’armatures S = 120 cm
2
, séparées par un
isolant de permittivité relative ε
r
= 4. Déterminer la distance e séparant les deux armatures.
On donne la permittivité du vide ε
0
= 1 / (36π×10
9
) S.I. (0,5)
Partie B :
On réalise le montage de la figure 4 comportant en série : un générateur idéal de tension de
f.é.m. E, un conducteur ohmique de résistance R inconnue, un condensateur de capacité C =
500 μF initialement déchargé et un interrupteur K. À t = 0, on ferme K.
Figure 4
1) Préciser le phénomène physique qui se produit au niveau du condensateur. (0,25)
2) Établir l’équation différentielle qui régit l’évolution de la charge q(t) de l’armature reliée à la
borne positive du générateur. (0,5)
3) La solution de cette équation est de la forme q(t) = Q
0
·(1 − e
−t/τ
). Déterminer les expressions
de Q
0
et de τ en fonction des paramètres du circuit. (0,5 × 2)
4) Déduire les expressions de u
C
(t) et de u
R
(t). (0,5 + 0,5)
5) Un système d’acquisition permet de tracer les courbes C
1
et C
2
de la figure 5 (page annexe),
représentant les tensions u
C
(t) et u
R
(t).
a- Identifier, en justifiant, les courbes C
1
et C
2
. (0,5)
b- En déduire la valeur de E. (0,25)
Prof : Med Dhafer Bahroun Page 2 / 5
Dhafer
c- La tangente (Δ) à la courbe q(t) à l’instant t = 0 a pour équation q
Δ
= 3×10
−3
·t (unités
S.I.). En déduire la valeur de R, puis celle de la constante de temps τ du dipôle RC. (0,5 +
0,25)
6) À l’instant t
1
(repéré sur la figure 5), l’armature positive porte 90 % de sa charge maximale.
a- Exprimer t
1
en fonction de R et C. (0,5)
b- Calculer t
1
et retrouver sa valeur graphiquement. (0,25)
Exercice n°2 : (6 points)
Partie I :
Une bobine (S) est fermée sur un galvanomètre à zéro central (G). On approche, vers la face (A)
de la bobine, le pôle nord d’un aimant droit, comme l’indique la figure 6 (page annexe). On
observe que l’aiguille du galvanomètre dévie pendant le mouvement de l’aimant, puis revient à
zéro dès que l’aimant s’arrête.
1) Nommer le phénomène physique qui se produit dans la bobine et expliquer l’apparition du
courant dans le circuit. (0,5 × 2)
2) a- Énoncer la loi de Lenz. (0,5)
b- Compléter le schéma de la figure 6 en indiquant la nature de la face (A) de la bobine et le
sens du courant induit (vu de l’aimant). (0,25 × 3)
3) Qu’observe-t-on au niveau du galvanomètre si l’on éloigne ensuite l’aimant de la bobine ?
Préciser alors la nature de la face (A) et le sens du courant induit. (0,75)
Partie II :
La bobine étudiée est purement inductive, d’inductance L. Pour déterminer L, on l’associe en
série avec un conducteur ohmique de résistance R = 500 Ω ; l’ensemble est alimenté par un
générateur basse fréquence (GBF) délivrant une tension triangulaire. Un oscilloscope bicourbe
permet de visualiser la tension u
R
aux bornes du conducteur ohmique sur la voie 1 et la tension
u
b
aux bornes de la bobine sur la voie 2. On obtient les oscillogrammes (a) et (b) de la figure 7
(page annexe).
Réglages : balayage horizontal 0,5 ms/div ; sensibilité verticale 0,5 V/div sur la voie 1 et 1 V/div
sur la voie 2.
1) Faire le schéma du circuit en indiquant les branchements nécessaires à l’oscilloscope. (0,5)
2) Exprimer u
R
et u
b
en fonction de l’intensité i du courant. (0,25 × 2)
3) Montrer que u
b
= (L/R)·du
R
/dt. (0,5)
4) Identifier, en justifiant, les oscillogrammes (a) et (b). Déterminer la fréquence N du GBF.
(0,25 + 0,25)
5) En exploitant les oscillogrammes, déterminer dans l’intervalle [0 ; T/2] :
a- la valeur de u
b
; (0,25)
b- l’expression numérique de u
R
(t). (0,5)
6) En déduire la valeur de L. (0,5)
Prof : Med Dhafer Bahroun Page 3 / 5
Dhafer
Page annexe Nom : ……………………… Prénom : ……………………… Classe : Bac Informatique
Figure 1
Figure 3 (5 ms/div ; 4 V/div)
Figure 5
Prof : Med Dhafer Bahroun Page 4 / 5
Dhafer
Figure 6
Figure 7
Prof : Med Dhafer Bahroun Page 5 / 5