Exercice 1 :
Depuis les travaux de Benjamin Franklin (1706-1790), on sait que les nuages peuvent contenir des charges
électriques. Les éclairs correspondent alors à des décharges électriques entre les nuages et le sol. Ces
courants électriques d'intensité très élevée (≈ 20 000 A) sont dangereux, c'est pourquoi on cherche à s'en
protéger par un paratonnerre et à prévoir leur formation. L'étude du champ électrique L'étude du champ
électrique

E terrestre permet de préciser ces phénomènes électriques dans l'atmosphère. Lorsque la
valeur du champ électrique devient très intense ≈ × − 200 10 N.C 3 1 ), il est capable d'ioniser localement l'air
et de déclencher la foudre.
Par beau temps (sans nuages) et sur un terrain plat, il existe au voisinage du sol un champ électrique
uniforme dirigé vers le sol de valeur E = 130 N.C-1.
1. Reproduire le schéma ci-dessous sur votre copie puis représentez le vecteur 
E aux points A, B et C.
(0.75 point) (Échelle : 100 N.C-1 pour 1cm)
C .
B .
. A
Sol
2. La Terre étant un bon conducteur électrique, elle ne peut contenir que des charges électriques superficielles,
c'est à dire à la surface du sol. D'après les informations précédentes, identifier la nature des
charges électriques à la surface de la Terre (positive ou négative). (0,25 point)
3. Calculer la valeur de la force électrique F qui s'exerce sur une charge électrique Q = -1,0.10-2 C placée
au point B. (1 point)
4. Représenter le vecteur 
E (Échelle : 1N pour 1cm). (0.5 point)
L'arrivée d'un nuage va modifier le champ électrique au voisinage du sol. On s'intéresse d'abord au champ
électrique    E nuage créé par un nuage seul. On fait l'hypothèse que les distributions de charges à l'intérieur
du nuage sont identiques à celles d'un condensateur plan.