Physique-Chimie 5e

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Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
L'eau que nous buvons est-elle pure ?
Ch. 2
La matière : états, masse et volume
Ch. 3
Les changements d'état de la matière
Ch. 4
Les mélanges
Ch. 5
La matière à l'échelle microscopique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 6
Introduction à la vitesse et au mouvement
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 7
Introduire la notion d'énergie
Ch. 8
Les circuits électriques
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 9
Le son
Ch. 10
La lumière
Chapitre 8

Exercices

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Je me teste

Je sais

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1
Pour que l'énergie en réserve dans le générateur soit transférée aux dipôles convertisseurs :




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2
À quel dipôle correspond ce symbole normalisé :

Dipôle
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3
Quel est le symbole normalisé du moteur ?

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Symbole normalisé du moteur.
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4
Quel est l'intrus ?

Trouve l'intrus et explique pourquoi : pilelampemoteurDEL.
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5
Légende la photo du montage :

Photo du montage.
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Crédits : A. Aubert

pile - moteur - lampe - fil de connexion - interrupteur
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6
Relie le mot à sa définition.

    Montage où les dipôles appartiennent à la même boucle de courant :

    Montage où les dipôles appartiennent à des boucles de courant différentes :

    Représentation d'un circuit électrique réalisé à l'aide de symboles normalisés :

    Représentation internationale codifiée d'un composant électrique :
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    Je sais faire

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    7
    Pour schématiser un circuit, on dessine :




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    8
    Par quels symboles normalisés sont représentés les contacts entre les composants ?




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    9
    Repère le ou les mauvais symbole(s).

    <stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Le ou les mauvais symbole(s).
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    Exercice corrigé

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    Compétence : Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques
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    10
    Quels sont les dipôles qui fonctionnent ?

    On s'intéresse au circuit schématisé ci-contre, qui comporte un buzzer, de symbole :
    symbole buzzer
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    1. La lampe et le buzzer sont-ils branchés en série ou en dérivation ? Pour quelle raison ?

    2. Que se passe-t-il si l'interrupteur K1 est fermé, mais que l'interrupteur K2 reste ouvert ? Pour quelle raison ?

    3. Que se passe-t-il si l'interrupteur K2 est fermé, mais que l'interrupteur K1 reste ouvert ? Pour quelle raison ?

    <stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Dipôles qui fonctionnent.
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    Étapes de la méthode
    • Pour savoir si deux composants sont branchés en série ou en dérivation, il faut regarder s'ils appartiennent à la même boucle de courant.
    • S'ils appartiennent à la même boucle, les composants sont associés en série. Sinon, ils sont associés en dérivation.
    • Un interrupteur ne commande que les composants qui se trouvent sur la même branche ou boucle que lui.
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    Corrigé
    • La lampe et le buzzer sont branchés en dérivation car ils sont dans deux boucles différentes.
    • Si K1 est fermé et K2 ouvert, la boucle qui contient la lampe et le moteur est fermée et celle qui contient le buzzer est ouverte. Donc la lampe et le moteur fonctionnent, mais pas le buzzer.
    • Si K1 est ouvert, toutes les boucles du circuit le sont aussi. Dans ce cas, rien ne fonctionne.
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    Exercice similaire

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    11
    Un circuit bruyant.

    On s'intéresse au circuit schématisé ci-contre.

    1. La lampe et le moteur sont-ils branchés en série ou en dérivation ? Pour quelle raison ?

    2. Que se passe-t-il si l'interrupteur K1 est fermé, mais que l'interrupteur K2 reste ouvert ? Pour quelle raison ?

    3. Que se passe-t-il si l'interrupteur K2 est fermé, mais que l'interrupteur K1 reste ouvert ? Pour quelle raison ?
    <stamp theme='pc-green1'>Doc. 2</stamp> Circuit bruyant.
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    Je m'entraine

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    12
    Une lampe dévissée.

    Marine a réalisé un circuit.

    Le circuit de Marine
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    1. De quel type de montage s'agit-il ?

    2. Schématise le circuit A.
    Dessinez ici

    3. Explique ce qu'il se passe lorsqu'une lampe est dévissée (circuit B). Clément a utilisé le même matériel (avec quelques fils de plus) mais a réalisé un autre circuit.

    4. De quel type de montage s'agit-il ?

    5. Schématise le circuit C.
    Dessinez ici

    6. Que se passe-t-il lorsqu'une lampe est dévissée (circuit D) ? Détaille ta réponse en utilisant la notion de boucle de courant.

    7. Pourquoi les installations électriques de la maison sont-elles réalisées avec ce type de montage ?
     
    Circuit.
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    Crédits : A. Aubert
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    13
    Plus de lumière !

    Nadia veut que sa lampe brille plus et réalise donc le circuit ci-dessous. Son expérience va-t-elle fonctionner comme elle le souhaite ? Explique ta réponse.

    circuit
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    14
    Il faut que ça brille !

    Reproduis les dessins ci-dessous et ajoute le ou les fils de connexion nécessaire(s) pour que la lampe s'allume.

    Il faut que ça brille.
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    15
    Choisis le bon montage.

    Le moteur d'une voiture électrique doit fonctionner même si les deux lampes des phares sont éteintes. En justifiant ta réponse, indique quel est le bon circuit.

    Le bon montage.
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    Le bon montage.
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    Une notion, trois exercices
    Différenciation

    Compétence : Interpréter des résultats.
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    16-A
    Qu'est-ce qui ne fonctionne pas ?

    En justifiant, réponds aux questions suivantes.

    Qu'est-ce qui ne fonctionne pas.
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    Dans l'expérience A :

    1. Les dipôles de l'expérience sont-ils en bon état ? Explique ta réponse en les nommant.

    Dans l'expérience B :

    2. Quel est le dipôle défectueux dans l'expérience ? Justifie ta réponse.

    Dans l'expérience C :

    3. Quel est le dipôle défectueux dans l'expérience ? Justifie ta réponse.

    Pour résumer :

    4. Quelle lampe est grillée ?

    5. Quelle pile est usée ?

    Pour voir si tu as bien compris :

    6. Pour quelle(s) raison(s) la lampe L ne brille-t-elle pas dans l'expérience D ?
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    16-B
    Séries de tests.

    On réalise plusieurs expériences pour vérifier si des lampes sont grillées et si des piles sont usées.

     Séries de tests.
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    1. Indique ce que tu observes si la lampe utilisée est grillée.

    2. Indique ce que tu observes si la pile utilisée est usée.

    3. Déduis-en les conditions dans lesquelles la lampe brille.

    4. Indique la(les) pile(s) usée(s) parmi P1, P2 et P3.

    5. Indique la(les) lampe(s) grillée(s) entre L1 et L2.

    6. Quelle pile pourra-t-on utiliser pour vérifier si L3 est en bon état ?
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    16-C
    Que faut-il mettre au recyclage ?

    Indique en justifiant à chaque fois ta réponse :

    <stamp theme='pc-green1'>Doc. 3</stamp> Recyclage.
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    1. Quelle(s) lampe(s) est/sont grillée(s) ?

    2. Quelle(s) pile(s) est/sont usée(s) ?

    3. Indique si la lampe brille ou non dans l'expérience E.
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    J'approfondis

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    17
    Schéma électrique d'une maison.

    ✔︎ Compétence : Produire et transformer des tableaux ou des documents graphiques.

    1. Reproduis et relie les différents éléments du schéma de façon à remplir les conditions suivantes :

    • le générateur alimente la lampe de la cuisine et celle de la chambre ;
    • il est possible de faire briller la lampe de la cuisine sans faire briller celle de la chambre ;
    • chaque lampe est commandée par son propre interrupteur ;
    • si une des lampes tombe en panne, l'autre peut continuer à fonctionner.

    <stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Schéma.
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    Dessinez ici
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    18
    Série ou dérivation ?

    1. Recopie et complète les schémas suivants afin d'obtenir des circuits en série et des circuits en dérivation.
     
    Série ou dérivation ?
    Le zoom est accessible dans la version Premium.

    Dessinez ici
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    19
    Influence de l'emplacement des dipôles.

    Léa souhaite savoir si l'éclat d'une lampe dépend de son emplacement dans le circuit. Pour cela, elle réalise les circuits suivants.

    1. Schématise les circuits.

    Influence de l'emplacement des dipôles.
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    Circuit A :
    Dessinez ici

    Circuit B :
    Dessinez ici

    2. Donne le nom des composants traversés par le courant.

    3. L'éclat des lampes est-il différent dans les deux circuits ?

    4. En argumentant, réponds à la question de Léa.

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    20
    Étude d'une multiprise.

    Une multiprise permet de brancher trois appareils sur la même prise de courant.

    1. Un de ces appareils peut-il fonctionner alors que les autres sont éteints ?

    2. En t'appuyant sur tes connaissances et sur ta réponse à la question précédente, ces appareils sont-ils branchés en série ou en dérivation ?

    3. Les appareils peuvent-ils fonctionner quand l'interrupteur de la multiprise est ouvert ?

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    21
    Court-circuit d'une lampe dans un montage en série.

    ✔︎ Compétence : Interpréter des résultats.

    Marek a réalisé un circuit. Par curiosité, il a décidé de court-circuiter une des lampes.

     Court-circuit.
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    1. D'après ce qu'a fait Marek, comment définir un « court-circuit » ?

    2. La lampe court-circuitée est-elle traversée par le courant ? Si non, par où passe le courant ?

    3. Comment brille l'autre lampe ? Propose une explication.
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    22
    Schématisation de circuits compliqués.

    1. Schématise les circuits suivants. N'oublie pas d'indiquer le sens du courant si celui-ci circule.

    Circuits.
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    Circuit A :
    Dessinez ici

    Circuit B :
    Dessinez ici
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    23
    Les volets roulants.

    Les volets roulants électriques peuvent monter ou descendre grâce à un moteur et un commutateur (interrupteur à 3 positions), représentés dans le schéma ci-dessous.

    1. Que se passe-t-il quand le commutateur est dans la position 2 ?

    2. Quand le commutateur est dans la position 1 le volet descend. Que se passe-t-il quand le commutateur est dans la position 3 ?

    Volets roulants.
    Le zoom est accessible dans la version Premium.

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    24
    Un montage avec des DEL.

    Un montage avec des DEL.
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    1. Documente-toi sur le fonctionnement des diodes et résume-le en quelques phrases.

    2. Dans quels circuits la lampe est-elle allumée ?

    3. Explique pourquoi la lampe ne brille pas dans les autres circuits.

    4. Recopie les schémas où la lampe brille et complète-les en indiquant le sens du courant.
    Dessinez ici
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    Je résous un problème

    Compétence : Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques
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    Doc. 1
    Description d'un va-et-vient.

    Un circuit va-et-vient est un montage électrique qui permet de commander un même récepteur à partir de deux interrupteurs, par exemple une lampe au milieu d'un couloir actionné par un interrupteur à chaque extrémité. L'utilisateur peut alors traverser le couloir et commander le fonctionnement de la lampe indépendamment de l'endroit où il rentre et sort.
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    Doc. 2
    Schéma électrique d'un va-et-vient.

    Schéma électrique d'un va-et-vient.
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    En t'aidant des documents, explique avec des schémas comment fonctionne un circuit va-et-vient.
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    Exercices supplémentaires

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    Doc. 1
    Observations de Benoît.

    Interrupteur K1Interrupteur K2Lampe L1Lampe L2
    ouvertouvertéteinteéteinte
    ouvertferméalluméeéteinte
    ferméouvertéteinteéteinte
    ferméferméalluméeallumée
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    25
    À la découverte d'un circuit inconnu.

    Benoît a devant lui une « boîte noire ». Seuls deux interrupteurs et deux lampes sortent des boîtes. Pour découvrir comment sont branchées les lampes à l'intérieur, il actionne les interrupteurs et note ses observations (Doc. 1).

    En t'appuyant sur les observations de Benoît, réalise le schéma du circuit qui est à l'intérieur de la « boîte noire ».

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    Parcours de compétences

    Compétence : Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques
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    Noémie veut un circuit de quatre lampes dans lequel :

    a. un interrupteur éteint toutes les lampes ;
    b. un interrupteur allume deux lampes ;
    c. deux interrupteurs allument chacun une seule lampe ;
    d. lorsqu'une lampe grille, les autres fonctionnent encore.

    schéma circuit éléctrique
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    1. Quels critères le circuit schématisé ci-contre remplit-il ?

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    Niveau 1
    Je repère les éléments en lien avec le schéma.
    Fais l'inventaire des dipôles du schéma.
    Coup de pouce
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    Niveau 2
    J'extrais une donnée d'un schéma.
    Y a-t-il un interrupteur qui remplit le critère a. ?
    Coup de pouce
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    Niveau 3
    Je relie entre elles les informations extraites d'un schéma.
    Les critères b. et c. sont-ils remplis ?
    Coup de pouce
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    Niveau 4
    J'interprète des schémas en structurant mes arguments.
    Explique pour chaque critère ce qui fait qu'il est respecté ou non.
    Coup de pouce

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