EXERCICE 4 (5 points) Au cours d'une séance de travaux pratiques (TP), votre professeur de physique chimie vous présente un oscilloscope, instrument de visualisation de tensions électriques. Dans son fonctionnement, des électrons de masse m et de charge q sont émis sans vitesse initiale par un filament chauffé. Ces électrons sont ensuite accélérés par la tension électrique UMN = VM-VN entre les plaques verticales M et N; ce qui leur permet de passer par l'ouverture de la plaque N puis ils pénètrent en O entre deux autres plaques horizontales A et B où ils sont déviés par le champ électrostatique uniforme E qui y règne. Enfin, les électrons sortent du champ électrostatique en S et viennent heurter l'écran de l'oscilloscope, situé à la distance L du point O. Le milieu des plaques A et B est noté I (voir schéma ci-dessous). Le poids des électrons et les forces de frottements sont négligés. Tu es désigné (e) pour présenter l'exposé de ton groupe. Données: UMN=400V; UAB= 150 V; d=1,5 cm; l = 2,5 cm; L = 30 cm; masse de l'électron m= 9,1.10-31 kg; charge de l'électron q = - e q=-1,6.10-19 C. (Ecran) 1- Etude du mouvement des électrons entre les plaques M et N 1.1. Détermine le signe de la tension UMN 1.2. Montre que la vitesse des électrons à la sortie des plaques M et N vaut v = 1,2.10¹ ms. 2- Etude du mouvement des électrons entre les plaques A et B puis au-delà 2.1. Donne la direction et le sens du vecteur champ électrostatique E qui règne entre les plaques A et B. **** 2.2. Reproduis la figure puis représente qualitativement le vecteur champ électrostatique E. 2.3. Établis: 2.3.1. les équations horaires x(t) et y(t) du mouvement d'un électron entre les plaques A et B; 2.3.2. l'équation cartésienne y-f(x) de la trajectoire d'un électron. 2.4. Détermine..... 2.4.1. les coordonnées x, et y, du point S. 2.4.2. la déviation angulaire a.; 2.4.3. la déviation verticale ou déflexion Ym des électrons sur l'écran de l'oscilloscope.
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