Magnétostatique : Td 6 magnétostatique
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Exercice 01
Une particule de charge q, de masse m est lancée (avec une vitesse constante v = 0) perpendiculairement aux lignes de champ dans une région où règne un champ d'induction magnétique uniforme B.
Trouver la trajectoire de la particule et les caractéristiques du mouvement.
Exercice 02
Un faisceau d'électrons est soumis à l'influence simultanée d'un champ électrique E et d'un champ magnétique B normaux entre eux et normaux au faisceau d'électrons. La vitesse v des électrons est telle qu'ils ne sont pas déviés.
1. Représenter sur un diagramme l'orientation relative des vecteurs v, E et B.
2. Calculer la vitesse v du faisceau d'électrons.
3. Quel est le rayon de la trajectoire si le champ électrique est supprimé ?
Données : E = 3,4 × 105 V/m, B = 2 × 102 T.
Exercice 03
Effet Hall : Une plaquette de cuivre d'épaisseur d = 0,1 mm, de section L × d est traversée par un courant d'intensité I = 10 A. La plaquette est plongée dans un champ d'induction B perpendiculaire au courant, avec B = 1 T.
On mesure une tension de Hall U = 5,5 × 10-6 V.
Déduire de cette mesure le nombre n d'électrons de conduction par unité de volume.
Comparer ce nombre au nombre d'atomes de cuivre par unité de volume.
Exercice 04
Calculer le champ d'induction magnétique B créé en un point de l'axe ox (ou oz) d'une spire circulaire de rayon R parcourue par un courant I.
Exercice 05
Calcul du champ d'induction magnétique B d'un solide en un point de son axe.
Formules utiles
Fm = q(v ∧ B)
Fe = qE
v = E / B
FAQ
Quelle est la force magnétique sur une particule chargée en mouvement ? La force magnétique est donnée par Fm = q(v ∧ B), où q est la charge, v la vitesse et B le champ magnétique.
Comment déterminer la vitesse des électrons non déviés dans un champ croisé ? La vitesse est calculée par v = E / B, en utilisant les valeurs des champs électrique et magnétique.
À quoi sert la tension de Hall dans l'effet Hall ? La tension de Hall permet de déterminer le nombre d'électrons de conduction par unité de volume dans un matériau.