Transcript DC2-2015 - Nouvelle page 1

Direction régionale de Ben Arous
Lycée secondaire Mourouj1
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Devoir de contrôle N°2
ème
4
SI : coefficient 3
Epreuve de
Durée : 2 heures
N.B : il faut écrire l’application littérale avant tout calcul numérique
CHIMIE (5 points)
Soit la pile Daniell dont l’équation de la réaction associée est : Zn + Cu2+
Zn2+ + Cu
Les concentrations des ions Zn2+ et Cu2+ sont égales à 0,5mol.L-1
1-a- Donner le schéma de cette pile. (1 pt)
b- Donner le symbole à cette pile. (0,5pt)
2- Sachant que la f.é.m de cette pile est E =1,1V
a- Quelle est la borne positive de cette pile ? Justifier (0,5pt)
b- Préciser le sens du courant dans le circuit extérieur lorsque la pile fonctionne? Justifier (0,5pt)
c- Ecrire les demi équations d’oxydation et de réduction qui se produisent au niveau
des électrodes et déduire l’équation de la réaction spontanée qui se produit lorsque
la pile débite un courant. (0,75pt)
3- Sachant qu’après une durée de fonctionnement la concentration des ions Cu 2+
devient 0,25 mol.L-1.
a- Déterminer dans ce cas, la quantité d’ions Cu2+ réduite en Cu. (0,5pt)
b- Déduire la masse du métal déposée sur la lame de cuivre (0,75pt)
4-Quel est le rôle du pont salin ? (0,5pt)
On donne : M(Cu) = 63,5 g.mol-1 , Le volume de la solution à droite V= 200 mL
PHYSIQUE (15 points)
Exercice N°1:(8,5 pts)
On considère une portion de circuit constituée d’un résistor de résistance R0 =10 en série avec
une bobine d’inductance L et de résistance interne r, un condensateur de capacité C et un
ampèremètre de résistance supposée négligeable. Ce circuit est branché aux bornes d’un

générateur B.F délivrant une tension sinusoïdale u(t) = Umax. sin (2N.t- ) (u(t) est en volt) de
10
fréquence N réglable
A
(L, r)
M
R0
B
C
A
G.B.F
i
I-1- Représenter sur la feuille à rendre avec les copies, les connexions entre le montage et
l’oscilloscope afin de visualiser les tensions uR(t) sur la voie Y1 et ub(t) sur la voie Y2 où le
signal est inversé (ub(t) est la tension aux bornes de la bobine ) (0,5pt)
1
2- Pour une fréquence N1, on observe sur l’écran de l’oscilloscope les courbes de la figure cidessous .
(a)
(b)
pour les deux voies
Sensibilité verticale :
Balayage temps
2 V /div
π
ms/div
4
a- Montrer que la courbe (b) est celle de la tension aux bornes du résistor. (0,25pt)
b-Déterminer à partir des oscillogrammes, les grandeurs suivantes :
* La période T1 et déduire la fréquence N1. (0,75pt)
*Les valeurs maximales de uR(t) et ub(t) (0,5pt)
*Le déphasage (ub -uR ) de la tension ub(t) par rapport à uR(t) (0,5pt)
3-a- Sachant que l'intensité du courant i(t) est de la forme i(t) =  2 .sin(2Nt), donner les
expressions numériques de uR(t) et ub(t). (0,25pt+0,5pt)
b- Précise en le justifiant la nature du circuit (résistif ou inductif ou capacitif) (0,5pt)
c- Faire la construction de Fresnel sur la figure-6- de la feuille à rendre avec les copies lorsque le
2 V. (0,75pt)
circuit étudié à la fréquence N1 échelle : 2cm pour
On désignera par OA Vecteur associé à la tension uR0(t)
AB Vecteur associé à la tension ub(t)(tension aux bornes de la bobine)
BC Vecteur associé à la tension uC(t)(tension aux bornes du condensateur)
OC Vecteur associé à la tension excitatrice u(t)
d- Montrer que l’intensité maximale du courant est Imax = 0,25 2 A (0,5pt)
e- Compléter la représentation de Fresnel et déduire que l’inductance de la bobine est L = 0,01 H,
sa résistance r = R0= 10  et que la capacité du condensateur est C = 61 F ((0,5+ 0,5 +0,5)pt)
f- Déterminer la puissance moyenne consommée par le circuit (0,5pt)

),
10
1- Montrer que le circuit est en état de résonance d’intensité et déterminer l’intensité du courant I 2
indiquée par l’ampèremètre (0,75pt+ 0,25 pt)
II- Pour une fréquence N2 l'intensité du courant i(t) est de la forme i(t) = 
2- Déterminer la fréquence N2 de la tension excitatrice (0,5pt)
2
2 .sin(2Nt -
Exercice N°2: (6,5pts)
A l’entrée d’un filtre RC, de résistance R variable, on applique une tension sinusoïdale de
fréquence N réglable telle que ue(t) = 6.sin (2N.t).
1- Montrer que l’équation différentielle relative à la tension de sortie us(t)
R
du S
est RC
+ us = ue (0,5pt)
dt
ue(t)
C
us(t)
2- Sachant que la solution de l’équation différentielle en u S(t) est
Uemax
us(t) = USmax.sin (2N.t+S) telle que USmax =
1+ (R.C. 2. .N)²
Figure-1a- Donner les expressions de la transmittance T et du gain du filtre (0,5pt)
1
b- Montrer que l’expression de la fréquence de coupure de ce filtre.est NC =
(0,5pt)
2 .R.C
3- Pour deux valeurs R1 et R2 de la résistance du filtre telle que R1>R2, on mesure son gain pour
différentes valeurs de la fréquence N de la tension d’entrée. On a pu tracer les deux courbes (a)
et (b) suivantes
G(dB)
N(Hz)
-1
-2
(b)
(a)
-3
-4
-5
-6
-7
-8
a- Montrer que la fréquence de coupure NC1 relative à la résistance R1, est inférieure à la
fréquence de coupure NC2. (0,75pt)
b- Attribuer à chaque courbe, la résistance correspondante et déduire les fréquences de coupure
NC1 et NC2 relative à la résistance R2 (0,5pt+0,5pt)
4- Sachant qu’un ampèremètre branché en série dans le circuit indique un courant d’intensité
I =12 mA lorsque R = R2. et N = NC2
a- Montre que R2= 250  et que la capacité du condensateur est C=1,59 F (0,75pt+07,5pt)
b- En déduire la valeur R1 de la résistance du résistor (0,75pt)
5- Préciser la bande passante du filtre lorsque R=R2. (0,5pt)
6- Donner l’allure des courbes de variation de la transmittance en fonction de la fréquence
lorsque la résistance R = R1 et lorsque la résistance R=R2 (0,5pt)


3
Nom et prénom :
N° :…………………
………………………………..
Classe :
Feuille à rendre avec les copies
A
(L, r)
M
i
R0
B
C
Voie (Y2)
A
Masse
G.B.F
Voie (Y1)
Oscilloscope
Oscilloscope

π
4

π
10
4
Axe des phases