⚡ 10 Exercices: Énergie Potentielle Électrique
1ère Bac Sciences et Technologies Mécaniques STM
Exercice 1: Calcul d’énergie potentielle
Une charge \( q = +2 \, \mu C \) est placée dans un champ uniforme \( \vec{E} = 500 \, \text{N/C} \). Calculer son énergie potentielle à 10 cm d’un point de référence où \( E_p = 0 \).
Exercice 2: Variation d’énergie
La même charge se déplace perpendiculairement aux lignes de champ sur 5 cm. Calculer la variation d’énergie potentielle.
Exercice 3: Travail de la force électrique
Calculer le travail effectué par le champ lorsque la charge se déplace de 20 cm dans le sens opposé au champ.
Exercice 4: Équilibre d’une particule chargée
Une particule de masse \( m = 1 \, \text{g} \) et charge \( q = +10 \, \mu C \) est en équilibre dans un champ vertical. Déterminer \( \vec{E} \).
Exercice 5: Comparaison d’énergies
Deux charges \( q_1 = +1 \, \mu C \) et \( q_2 = -2 \, \mu C \) sont placées aux points A et B d’un champ \( E = 1000 \, \text{N/C} \), avec AB = 5 cm parallèle à \( \vec{E} \). Comparer leurs énergies potentielles.
Exercice 6: Mouvement dans un champ uniforme
Un électron (\( q = -e \), \( m_e = 9,1 \times 10^{-31} \, \text{kg} \)) est libéré sans vitesse dans \( E = 100 \, \text{N/C} \). Calculer sa vitesse après 1 cm.
Exercice 7: Potentiel et énergie
Dans un champ uniforme \( E = 200 \, \text{N/C} \), on définit \( V_A = 10 \, \text{V} \) en un point A. Calculer \( V_B \) à 5 cm de A dans la direction du champ.
Exercice 8: Énergie d’un système
Deux charges \( q_1 = +3 \, \mu C \) et \( q_2 = -4 \, \mu C \) sont placées dans un champ \( E = 500 \, \text{N/C} \), distantes de 10 cm perpendiculairement à \( \vec{E} \). Calculer l’énergie totale du système.
Exercice 9: Oscillations d’une charge
Une particule (\( m = 10 \, \text{g} \), \( q = +1 \, \mu C \)) est suspendue à un fil dans \( E = 1000 \, \text{N/C} \) horizontal. Écartée de 5 cm, calculer sa vitesse au passage à la position d’équilibre.
Exercice 10: Synthèse
Un condensateur plan crée un champ \( E = 10^4 \, \text{N/C} \). Un électron entre à vitesse \( v_0 = 10^6 \, \text{m/s} \) parallèle aux plaques.
1. Calculer l’énergie potentielle initiale (origine en O)
2. Quelle distance parcourt-il avant de s’arrêter si \( d = 1 \, \text{cm} \) entre plaques?
3. Calculer la différence de potentiel correspondante.