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Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1

Posté par
beugg
15-08-17 à 01:51

Bonsoir les amis
J'aurais besoin d'aide pour cet exercice. Merci de me guider pour ce nouveau chapitre.

L'énoncé :
La figure n'est pas à l'échelle.Dans tout l'exercice on néglige le poids ,de l'électron devant les autres forces qui agissent sur lui .
1. Des électrons de masse m et de charge q sont émis sans vitesse initiale par la cathode (C).Ils subissent sur la longueur d l'action du champ électrique uniforme \vec{E}
a) Quelle est la nature du mouvement de l'électron entre la cathode (C) et l'anode (A) ?
b) Quelle est la valeur V0 de la vitesse d'un électron au point O1 ?
Application numérique : q=-e = -1,6.10-19C ; m= 9,1.10-31 kg ; d= 10cm ; E= 5.104 V/m.
2. Arrivés en O1 ,les électrons subissent sur la distance I l'action d'un champ magnétique uniforme \vec{B} perpendiculaire au plan de la figure.Quel doit être le sens du vecteur \vec{B} pour que les électrons décrivent l'arc O1N.Justifier la réponse .Établir l'expression du rayon R= O'O1= O'N de cet arc de cercle .Calculer R pour B = 2,0.10-3 T .
3. a) Quelle est la nature du mouvement de l'électron dans le domaine III où n'existe aucun champ ?
b) Le domaine III est limité par un écran E sur lequel arrivent les électrons .Exprimer en fonction de m ,e ,B ,D ,I et v0 la déflexion magnétique O3I = Y subie par un électron à la traversée du système II + III .La droite IN coupe l'axe O1O2 au point M. L'écran (E) est à la distance D de ce point M .On fera les hypothèses simplificatrices suivantes : dans le domaine II de l'espace ,on peut confondre la longueur de l'arc O1N avec la longueur O1O2 = l ou règne le champ \vec{B}; on supposera que la déviation angulaire est faible .
c) Sachant que Y= 3,25 cm ,retrouver la valeur V0 de la vitesse de l'électron au point O1.
On donne D= 40cm ; l= 1 cm

Mvt d\'une particule  chargée dans un C.magnétique uniforme1

Posté par
odbugt1
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 08:35

Bonjour,

Question 1 :
C'est du classique.
La recherche des forces qui s'exercent sur les électrons, la deuxième loi de Newton, le travail d'une force, le théorème de l'énergie cinétique seront des outils de première nécessité.
Quelles sont tes propositions ?

Posté par
mkask
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 14:22

Bonjour,
juste une petite question : c'est un chapitre de 1ere S ? Si oui un chapitre d'enseignement spécifique ou spécialité ?

Posté par
mkask
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 14:22

De Terminale S**

Posté par
beugg
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 14:33

Bonjour
Oui de Terminale S d'enseignements spécifiques (chez nous)

Posté par
beugg
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 14:46

OK odbugt1 je vais proposer mes réponses

Posté par
beugg
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 15:36

1.a/

D'après TCI ,on a:

a= -q/m. E

Donc on a un mouvement rectiligne uniformément varié

1. b)

D'après TEC,on a:

v_1= \sqrt{\frac{2qU}{m}}
 \\ 
 \\ 
 \\ v_1= 41931 km/s

2./

D'après la règle de la main droite B est sortant

On a :

R= \frac{1}{B}.\sqrt{2qUm}{q}

3.a) on a mouvement rectiligne uniforme

3.b)

tan {\alpha}= \frac{Y}{D}
 \\ 
 \\ sin{\alpha}= l/R
 \\ 
 \\ tan{\alpha} = sin{\alpha}    =>
 \\ 
 \\ Y= \dfrac{l.D.|e|.B}{mV_0}
 \\ 
 \\ 3.c)
 \\ 
 \\ V_0= \dfrac{l.D.|e|.D}{mY}
 \\ 
 \\ V_0= 43278 km/s
 \\ 
 \\

Posté par
beugg
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 15:40

Oup R plutôt :

R= \frac{1}{B}.\sqrt{\frac{2Um}{q}}

Posté par
odbugt1
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 16:19

Bon, tout cela m'a l'air exact, bien que je n'ai pas vérifié les applications numériques.
Bien entendu, je suppose que tu as démontré autrement que par les laconiques "d'après TCI ou d'après TEC" toutes les relations que tu utilises.

J'ai tout de même remarqué que tu calcules les valeurs de v1 et de R en utilisant un mystérieux "U" qui évoque une tension dont il n'est pas question dans l'énoncé.

Mais si cela te convient .... ça me va aussi !

Posté par
beugg
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 16:39

OK ,dans l'application numérique U= E.d

Merci beaucoup odbugt1

Posté par
odbugt1
re : Mvt d'une particule chargée dans un C.magnétique uniforme1 15-08-17 à 16:50

Citation :
OK ,dans l'application numérique U= E.d


C'est bon !



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