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Exercice III Détermination du rapport e/m pour l'électron (5 points)

Entre les plaques, l'électron n'est soumis qu'à la force électrostatique qui le dévie vers la plaque chargée positivement. Cette force est donc de sens opposé au ...




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Bac S 2013 Antilles Guyane Correction ©  HYPERLINK "http://labolycee.org" http://labolycee.org
EXERCICE III – DÉTERMINATION DU RAPPORT e/m POUR L’ÉLECTRON (5 points)
1. Détermination du caractère négatif de la charge de l’électron par J.J.Thomson.
1.1. D’après l’échelle de 1,0 cm pour 5,0 kV.m-1, et comme E = 15,0 kV.m-1, on en déduit que  EMBED Equation.DSMT4  sera représenté par une flèche de 3,0 cm.
(0,5 pt)

Annexe 5













1.2. (0,5 pt) (Lire la question suivante avant de répondre) Le document 4 indique que des particules de charges opposées s’attirent. Le faisceau d’électrons étant attiré par la plaque chargée positivement, c’est que les électrons sont porteurs d’une charge négative.

1.3. (0,5 pt)  EMBED Equation.DSMT4 
Entre les plaques, l’électron n’est soumis qu’à la force électrostatique qui le dévie vers la plaque chargée positivement. Cette force est donc de sens opposé au champ électrostatique, et comme  EMBED Equation.DSMT4 , cela impose que q < 0.
2. Détermination du rapport e/m pour l’électron.
2.1. (1,5 pt) On applique la deuxième loi de Newton au système électron, dans le référentiel terrestre supposé galiléen.
 EMBED Equation.DSMT4  comme m = Cte alors  EMBED Equation.DSMT4  et il vient  EMBED Equation.DSMT4  = m. EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4  Le vecteur accélération est de sens opposé au vecteur champ  EMBED Equation.DSMT4 .
Par projection suivant les axes du repère défini dans le document 5, on obtient  EMBED Equation.DSMT4 

2.2.1. (0,5 pt) y(x=L) = h
h =  EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 

2.2.2. (0,5 pt)  EMBED Equation.DSMT4  = 1,76×1011 C.kg-1

2.2.3. (0,5 pt)  EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4  6×109 C.kg–1 = 0,06×1011 C.kg-1
On ne conserve qu’un seul chiffre significatif pour l’incertitude

(0,5 pt)  EMBED Equation.DSMT4  (1,76  EMBED Equation.DSMT4 0,06)×1011 C.kg–1

Canon à
électrons


 EMBED Equation.DSMT4 

x

O

L

y

+ + + + + + + + + + + + +

– – – – – – – – – – – – –

 EMBED Equation.DSMT4 


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