M. VERHILLE — Physique-Chimie · 3e Coche la bonne réponse. Une seule réponse correcte par question.

Question 1

Un conducteur ohmique a une résistance R = 47 Ω. On lui applique une tension U = 9,4 V. Quelle est l'intensité du courant qui le traverse ?

Tip : Utilise le triangle URI. Pour trouver I, cache I : il reste U/R.

◻ A) 441,8 A
✅ B) 0,2 A
◻ C) 2 A
◻ D) 0,02 A

Feedback bonne reponse : "Avec le triangle, on cache I et il reste U/R : I = 9,4 / 47 = 0,2 A. Les unités sont cohérentes : U en V, R en Ω, donc I en A." Feedback mauvaise reponse A : "Tu as multiplié U par R (9,4 × 47 = 441,8). Dans le triangle, cacher I laisse U au-dessus de R : il faut diviser, I = U/R = 0,2 A." Feedback mauvaise reponse C : "Erreur de virgule : 2 A viendrait de 9,4 ÷ 4,7. Ici, R = 47 Ω, donc I = U/R = 9,4 ÷ 47 = 0,2 A." Feedback mauvaise reponse D : "Erreur de virgule : 0,02 A viendrait de 9,4 ÷ 470. Ici, R = 47 Ω, donc I = U/R = 9,4 ÷ 47 = 0,2 A."

Question 2

Le graphique ci-dessus montre la caractéristique d'un conducteur ohmique. La droite passe par les points (0 ; 0) et (0,4 A ; 8 V). Quelle est la résistance de ce conducteur ?

Tip : La pente d'une droite U=f(I) est égale à R. Calcule R = ΔU/ΔI avec deux points connus.

◻ A) 3,2 Ω
◻ B) 0,05 Ω
✅ C) 20 Ω
◻ D) 200 Ω

Feedback bonne reponse : "R = U/I = 8 / 0,4 = 20 Ω. Le coefficient directeur (la pente) de la droite U = f(I) est égal à R." Feedback mauvaise reponse A : "Tu as multiplié 8 par 0,4 (= 3,2). Le coefficient directeur se calcule par une division : R = U/I = 8 ÷ 0,4 = 20 Ω." Feedback mauvaise reponse B : "Tu as inversé la division : 0,4 ÷ 8 = 0,05. Dans la formule, U est au numérateur : R = U/I = 8 ÷ 0,4 = 20 Ω." Feedback mauvaise reponse D : "Erreur de virgule : 200 Ω viendrait de 8 ÷ 0,04. Lis bien I = 0,4 A sur le graphique : R = U/I = 8 ÷ 0,4 = 20 Ω."

Question 3

Comment branche-t-on un voltmètre dans un circuit électrique ?

Tip : Rappelle-toi la règle fondamentale : V comme Voltmètre, V comme en Vis-à-vis (en dérivation).

◻ A) En série, comme un ampèremètre
✅ B) En dérivation (en parallèle) aux bornes du dipôle
◻ C) En série après l'interrupteur uniquement
◻ D) N'importe comment, il mesure la même chose

Feedback bonne reponse : "Le voltmètre mesure une tension entre deux points : il se branche toujours en dérivation, aux bornes du dipôle étudié. Sa résistance interne est très grande, il perturbe donc peu le circuit." Feedback mauvaise reponse A : "Tu confonds avec l'ampèremètre, qui se branche en série car le courant doit le traverser. Le voltmètre mesure une tension aux bornes d'un dipôle : il se branche en dérivation." Feedback mauvaise reponse C : "La position de l'interrupteur ne décide pas du branchement. Le voltmètre se branche en dérivation aux bornes du dipôle dont on veut mesurer la tension." Feedback mauvaise reponse D : "Le branchement compte énormément. Un voltmètre en série limite fortement le courant et perturbe la mesure ; il faut le brancher en dérivation aux bornes du dipôle."

Question 4

On mesure avec un ampèremètre I = 35 mA dans un circuit. On veut exprimer cette valeur en ampères. Quelle est la bonne conversion ?

Tip : 1 A = 1000 mA. Pour convertir des mA en A, divise par 1000.

◻ A) 35 000 A
◻ B) 350 A
✅ C) 0,035 A
◻ D) 0,35 A

Feedback bonne reponse : "Milli signifie millième : 35 mA = 35 ÷ 1 000 = 0,035 A. Dans le tableau de conversion, place le 5 dans la colonne mA et le 3 à sa gauche, puis complète par des zéros jusqu'à la colonne A." Feedback mauvaise reponse A : "Tu as multiplié par 1 000 au lieu de diviser. L'ampère est plus grand que le milliampère : le nombre doit donc diminuer. 35 ÷ 1 000 = 0,035 A." Feedback mauvaise reponse B : "350 A serait 35 × 10 : le nombre devrait au contraire diminuer, car 1 A = 1 000 mA. De mA vers A, on divise par 1 000 : 35 mA = 0,035 A." Feedback mauvaise reponse D : "Tu as divisé par 100 au lieu de 1 000 : 0,35 A = 350 mA. Dans le tableau, le 5 est dans la colonne mA, au 3e rang après la virgule : 35 mA = 0,035 A."

Question 5

Dans un circuit, l'ampèremètre indique I = 0,5 A et la résistance vaut R = 100 Ω. Quelle tension lit-on aux bornes de la résistance ?

Tip : Utilise le triangle URI. Pour trouver U, cache U : il reste R × I.

✅ A) 50 V
◻ B) 200 V
◻ C) 0,005 V
◻ D) 100,5 V

Feedback bonne reponse : "On cache U dans le triangle : il reste R × I. U = 100 × 0,5 = 50 V. C'est l'application directe de la loi d'Ohm." Feedback mauvaise reponse B : "Tu as divisé R par I : 100 ÷ 0,5 = 200. Pour trouver U, le triangle donne un produit : U = R × I = 100 × 0,5 = 50 V." Feedback mauvaise reponse C : "Tu as divisé I par R : 0,5 ÷ 100 = 0,005. Pour trouver U, il faut multiplier : U = R × I = 100 × 0,5 = 50 V." Feedback mauvaise reponse D : "Tu as additionné R et I (100 + 0,5). On ne peut pas additionner des ohms et des ampères : la loi d'Ohm est un produit, U = R × I = 50 V."

Question 6

La centrale électrique de Sainte-Rose (La Réunion) produit une tension de 20 kV. Exprime cette valeur en volts.

Tip : 1 kV = 1 000 V. Le préfixe k (kilo) signifie × 1 000.

◻ A) 20 V
◻ B) 200 V
✅ C) 20 000 V
◻ D) 2 000 000 V

Feedback bonne reponse : "Le préfixe k (kilo) signifie × 1 000 : 20 kV = 20 × 1 000 = 20 000 V." Feedback mauvaise reponse A : "Tu as oublié le préfixe k. Il signifie kilo, soit × 1 000 : 20 kV = 20 × 1 000 = 20 000 V." Feedback mauvaise reponse B : "Tu as multiplié par 10 au lieu de 1 000. Le préfixe kilo ajoute 3 zéros : 20 kV = 20 000 V." Feedback mauvaise reponse D : "Il y a trop de zéros : 2 000 000 V = 2 000 kV. Le préfixe kilo multiplie par 1 000 seulement : 20 kV = 20 000 V."

Question 7

Un multimètre affiche 2,2 kΩ pour une résistance. Quelle est sa valeur en ohms ?

Tip : 1 kΩ = 1 000 Ω. Pour convertir de kΩ en Ω, multiplie par 1 000.

◻ A) 0,0022 Ω
◻ B) 2,2 Ω
◻ C) 220 Ω
✅ D) 2 200 Ω

Feedback bonne reponse : "1 kΩ = 1 000 Ω, donc 2,2 kΩ = 2,2 × 1 000 = 2 200 Ω." Feedback mauvaise reponse A : "Tu as divisé par 1 000 au lieu de multiplier : le kilohm est plus grand que l'ohm, le nombre doit augmenter. 2,2 × 1 000 = 2 200 Ω." Feedback mauvaise reponse B : "Tu as gardé 2,2 en oubliant le préfixe k. 2,2 kΩ signifie 2,2 × 1 000 Ω = 2 200 Ω." Feedback mauvaise reponse C : "Tu as multiplié par 100 au lieu de 1 000. Dans le tableau de conversion, le chiffre des unités 2 est dans la colonne kΩ : 2,2 kΩ se lit 2 200 Ω."

Question 8

Le graphique représente deux conducteurs ohmiques R1 et R2 avec les mêmes axes. À I = 0,5 A, on lit U1 = 20 V et U2 = 10 V. Qu’en déduit-on ?

Tip : La pente du graphique U=f(I) est égale à R. Une pente plus grande signifie une valeur de R plus grande.

✅ A) R1 > R2 : R1 a une plus grande résistance
◻ B) R2 > R1 : la droite moins inclinée a plus de résistance
◻ C) On ne peut pas comparer les résistances avec un graphique
◻ D) R1 = R2 car les deux droites passent par l'origine

Feedback bonne reponse : "R = U/I : R1 = 20 ÷ 0,5 = 40 Ω et R2 = 10 ÷ 0,5 = 20 Ω. La droite la plus inclinée correspond à la plus grande résistance : R1 est supérieure à R2." Feedback mauvaise reponse B : "Tu as inversé le lien entre pente et résistance. Pour la même intensité, U2 est plus petite que U1, donc R2 = U2/I est plus petite : 20 Ω contre 40 Ω pour R1." Feedback mauvaise reponse C : "Si, on peut comparer : pour un conducteur ohmique, le coefficient directeur de la droite U = f(I) vaut R. Ici, R1 = 40 Ω et R2 = 20 Ω." Feedback mauvaise reponse D : "Passer par l'origine montre seulement que chaque conducteur est ohmique. Les deux droites n'ont pas la même pente : R1 = 40 Ω et R2 = 20 Ω."

Question 9

Le réseau électrique de La Réunion transporte l'électricité sous haute tension pour réduire les pertes. Un câble a une résistance de 5 Ω et est parcouru par I = 200 A. Calcule la tension aux bornes de ce câble.

Tip : Applique U = R × I avec les valeurs du problème.

◻ A) 40 V
◻ B) 205 V
✅ C) 1 000 V
◻ D) 40 000 V

Feedback bonne reponse : "U = R × I = 5 × 200 = 1 000 V. Cette tension est perdue dans le câble : à puissance égale, transporter sous haute tension réduit I, donc les pertes." Feedback mauvaise reponse A : "Tu as divisé I par R : 200 ÷ 5 = 40. La loi d'Ohm donne un produit : U = R × I = 5 × 200 = 1 000 V." Feedback mauvaise reponse B : "Tu as additionné R et I (5 + 200). On ne peut pas additionner des ohms et des ampères : U = R × I = 5 × 200 = 1 000 V." Feedback mauvaise reponse D : "Tu as multiplié I par lui-même : 200 × 200 = 40 000. La loi d'Ohm multiplie R par I : U = 5 × 200 = 1 000 V."

Question 10

Réinvestissement du chapitre puissance : un récepteur fictif fonctionne en courant continu, sous U = 400 V. Sa puissance électrique absorbée est P = 150 kW. Avec P = U × I, calculer I. Ces données ne décrivent pas les moteurs réels du SWAC du CHU.

Tip : Convertis d'abord les kW en W (× 1000), puis applique I = P/U.

◻ A) 0,375 A
◻ B) 37,5 A
✅ C) 375 A
◻ D) 60 000 A

Feedback bonne reponse : "150 kW = 150 000 W, puis I = P/U = 150 000 / 400 = 375 A. La conversion en watts est indispensable pour obtenir des ampères." Feedback mauvaise reponse A : "Tu as oublié de convertir : 150 ÷ 400 = 0,375. Dans P = U × I, P doit être en watts : 150 kW = 150 000 W, donc I = 150 000 ÷ 400 = 375 A." Feedback mauvaise reponse B : "Erreur de virgule ou de conversion : 37,5 A viendrait de 15 000 ÷ 400. Or 150 kW = 150 000 W, donc I = 150 000 ÷ 400 = 375 A." Feedback mauvaise reponse D : "Tu as multiplié 150 par 400 sans convertir. De P = U × I, on tire une division : I = P/U = 150 000 ÷ 400 = 375 A."

Tips — Aide-mémoire

Fiches de révision rapide. Chaque tip = une notion clé du chapitre.

Tip 1 — Le triangle URI

À retenir : La loi d'Ohm relie la tension U (en volts), l'intensité I (en ampères) et la résistance R (en ohms). Le triangle URI permet de retrouver la bonne formule.

Formule : U = R × I | R = U/I | I = U/R

Piège à éviter : Ne pas confondre les unités. U en V, I en A, R en Ω. Si I est en mA, convertir d'abord en A avant de calculer.

Tip 2 — Le graphique U=f(I)

À retenir : Pour un conducteur ohmique, le graphique U=f(I) est une droite passant par l'origine. La pente de cette droite est égale à la résistance R. Plus la droite est inclinée, plus R est grande.

Formule : R = pente = ΔU/ΔI

Piège à éviter : Lire la pente avec deux points éloignés, pas deux points voisins (erreur de lecture).

Tip 3 — Branchement voltmètre et ampèremètre

À retenir : L'ampèremètre (A) se branche EN SÉRIE dans le circuit — le courant le traverse. Le voltmètre (V) se branche EN DÉRIVATION aux bornes du dipôle — il mesure la tension en laissant passer un courant très faible dans le modèle d’un appareil de grande résistance interne.

Formule : Aucune — c'est une règle de montage à mémoriser.

Piège à éviter : Brancher un voltmètre en série limite fortement le courant et perturbe le circuit. Brancher un ampèremètre en dérivation le grille (court-circuit direct).

Tip 4 — Conversions des unités électriques

À retenir : Les grandeurs électriques utilisent souvent des préfixes. Milli (m) = ÷1000, kilo (k) = ×1000, Méga (M) = ×1 000 000.

Formule : 1 kΩ = 1 000 Ω | 1 mA = 0,001 A | 1 kV = 1 000 V

Piège à éviter : Oublier de convertir avant d'appliquer U = RI. Dans les calculs de ce chapitre, utiliser systématiquement U en V, I en A et R en Ω pour garder un repère unique.

Tip 5 — Conducteur ohmique vs dipôle non linéaire

À retenir : Un conducteur ohmique a une résistance constante dans les conditions étudiées, notamment à température fixée. Sa caractéristique est une droite. Une lampe ou une diode n'est PAS ohmique : sa résistance varie avec la température ou le sens du courant.

Formule : Un conducteur est ohmique si R = U/I = constante.

Piège à éviter : Appliquer U = RI à une diode ou une ampoule allumée. Ce n'est valable que pour les conducteurs ohmiques (résistances).

Drag the Words — Texte à trous

Glisse les mots au bon endroit dans le texte.

Exercice 1 — La loi d'Ohm

La loi d'Ohm exprime la relation entre la tension U, la résistance R et l'intensité I du courant. La formule s'écrit U = R × I. La tension s'exprime en volts (V), l'intensité en ampères (A) et la résistance en ohms (Ω).

Feedback reussi : "Parfait ! Tu maîtrises les grandeurs et unités de la loi d'Ohm." Feedback incomplet : "Relis le cours sur la loi d'Ohm. Concentre-toi sur les unités de chaque grandeur."

Exercice 2 — Le graphique caractéristique

Pour un conducteur ohmique, le graphique de U en fonction de I est une droite passant par l'origine. La pente de cette droite est égale à la résistance R. Plus R est grande, plus la droite est inclinée.

Feedback reussi : "Excellent ! Tu sais interpréter un graphique caractéristique." Feedback incomplet : "Relis la section 'Caractéristique d'un conducteur ohmique'. La pente est la clé."

Exercice 3 — Branchement des appareils de mesure

L'ampèremètre mesure l'intensité du courant et se branche en série dans le circuit. Le voltmètre mesure la tension et se branche en dérivation aux bornes du dipôle. Si on branche un voltmètre en série, le circuit est pratiquement coupé car sa résistance interne est très élevée.

Feedback reussi : "Parfait ! Tu maîtrises le branchement des appareils de mesure." Feedback incomplet : "Relis la section 'Mesure de U et I'. Série pour A, dérivation pour V."

Exercice 4 — Conversions d'unités

Pour convertir des milliampères (mA) en ampères (A), on divise par 1 000. Ainsi, 250 mA = 0,25 A. Pour convertir des kilohms (kΩ) en ohms (Ω), on multiplie par 1 000. Ainsi, 3,3 kΩ = 3 300 Ω. Ces conversions sont indispensables avant d'appliquer la loi d'Ohm.

Feedback reussi : "Bravo ! Tu convertis les unités électriques sans erreur." Feedback incomplet : "Relis la section 'Unités et préfixes'. Milli = ÷1000, kilo = ×1000."

Exercice 5 — Application au réseau électrique réunionnais

À La Réunion, EDF-SEI transporte l'électricité sous haute tension pour limiter les pertes. Plus l'intensité est grande, plus les pertes par effet Joule sont importantes. La résistance d'un câble de transport vaut R = 2 Ω. Si I = 100 A, la tension perdue vaut U = R × I = 200 V. C'est pourquoi on utilise des transformateurs pour augmenter la tension et réduire l'intensité.

Feedback reussi : "Excellent ! Tu comprends l'intérêt du transport en haute tension." Feedback incomplet : "Relis la section 'Pertes en ligne et loi d'Ohm'. U = R × I est la clé."