Exercice 5
Considérons deux conducteurs parallèles formant un "rail de Laplace" sur lequel peut se déplacer une barre mobile conductrice MN selon le schéma ci-dessous (vue de dessus) .Le générateur a une f.é.m. E = 5 V et une résistance interne R = 5Ω, la barre MN de longueur totale L= 0,12 m a une résistance négligeable ; elle crée un court-circuit en refermant le circuit entre les deux rails. On place MN dans l’entrefer d’un aimant en U (de largeur d = 4 cm ) où règne un champ magnétique uniforme de norme B = 0,1 T.
1) Expliquez ( et
justifiez à l’aide de quelques mots et d’éventuellement un schéma) comment on
doit placer l’aimant en U pour obtenir le champ magnétique tel qu’il est
représenté sur la figure par le vecteur
,c’est à dire
perpendiculaire au plan du schéma (ou des rails) et dirigé vers le haut.
2) Déterminez le sens et l’intensité du courant dans le circuit.
3) Déterminez en direction, sens et grandeur la force de Laplace agissant sur la barre MN. (Aidez- vous d’un schéma représentant les vecteurs significatifs)
4) La barre MN se déplace (à vitesse considérée constante) dans le champ magnétique sur une longueur de 6 cm dans le sens impliqué par la force de Laplace. Déterminer le flux coupé par la barre.
5) En conclusion, commentez le sens de la force électromotrice induite et les conséquences de son action dans le circuit.