3ème année sciences 2010/2011

Physique – Chimie

Série n° 18
(Mouvement dans un champ magnétique – Conductance d’une solution)
Une particule chargée, de vitesse V dans un champ magnétique B , est soumise à une force magnétique Fm appelée force de Lorentz.

Fm

 q  V  B  sin( v , B )  q  V  B

Exercice n° 1 :
Représenter la force magnétique Fm et calculer sa valeur dans chacun des cas suivants.

B = 10-2 T V = 105 m.s-1

B = 3.10-2 T V = 4.103 m.s-1

B = 0,1 T V = 5.104 m.s-1

Exercice n° 2 :
On introduit en O1, avec une vitesse pratiquement nulle, des ions potassium même charge q = e et de masses respectives m1 et m2. Ces ions sont accélérés par une tension U  VP  VP entre les deux plaques (P1) et (P2).
1 2

A1

K  et

A2

K  de

1) a. Représenter sur la figure le champ électrostatique E entre les deux plaques (P1) et (P2). b. Déterminer la valeur de E sachant que U = 200 V et la distance entre les deux plaques est d = 10 cm. c. Etablir l’expression de la valeur des vitesses V1 et V2 respectives des ions A K  et A K  , au point O2, en fonction de q, U et des masses m1 et m2.
1 2

1

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2) Les ions pénètrent ensuite dans une chambre de déviation où règne un champ magnétique uniforme B orthogonal au plan de la figure. a. Quel doit être le sens de B pour que les ions arrivent sur la plaque portant les trous T1 et T2 ? b. Montrer que le mouvement est circulaire uniforme. Exprimer les rayons R1 et R2 de leurs trajectoires respectives en fonction de q, U, B et de leurs masses m1 et m2. 3) Calculer la valeur de A2 en utilisant les données suivantes : A1 = 39 ; O2T1 = 102,9 cm ; O2T2 = 106,8 cm et la masse d’un nucléon : mn = 1,67.10-27 kg

Exercice n° 3 :
L’hypokaliémie désigne une carence de l’organisme en élément potassium. Pour compenser rapidement cette carence, on utilise une solution de chlorure de potassium KCl injectable par voie intraveineuse. Une ampoule de