Baccalauréat blanc 2008

Terminale S Épreuve de Sciences Physiques Obligatoire

Durée 3 h 30 La note est sur 16 points L'usage de la calculatrice est autorisé.

Les exercices 1 et 2 sont communs à tous les candidats.

L'exercice 3 s'adresse aux élèves qui n'ont pas choisi les Sciences Physiques en enseignement de spécialité.

Barème:

Exercice 1 : Principe de fonctionnement d'une minuterie – 5,5 points

Exercice 2 : Comme un poisson dans l'eau – 6,5 points

Exercice 3 : L'âge de la Terre – 4 points

Exercice I: Principe de fonctionnement d'une minuterie (5,5 points)

L'objet de cet exercice est d'étudier le principe de fonctionnement d'une minuterie permettant d'éteindre une lampe automatiquement au bout d'une durée t0 réglable.
Le montage du circuit électrique est constitué : - d'un générateur idéal de tension, de force électromotrice E = 30 V. - d'un interrupteur K. - d'un conducteur ohmique de résistance R. - d'un condensateur de capacité C. - d'un bouton poussoir P qui joue le rôle d'un interrupteur: il est fermé seulement quand on appuie dessus. - d'un composant électronique M qui permet l'allumage de la lampe L tant que la tension aux bornes du condensateur est inférieure à une tension limite, caractéristique du composant, notée Ul (dans tout l'exercice on fixera Ul à une valeur constante égale à 20 V).
Le composant électronique M possède une alimentation électrique propre (non représentée sur le schéma) qui lui fournit l'énergie nécessaire à l'allumage de la lampe.
De ce fait, on admettra que le composant électronique M ne perturbe pas le fonctionnement du circuit RC, c'est-à-dire que la tension aux bornes du condensateur est identique que M soit présent ou non dans le circuit.

I - Étude du circuit RC

A l'instant initial (t = 0 s), le condensateur est déchargé.
On ferme l'interrupteur K, le bouton poussoir P est relâché