Phys 4ème PDF
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NOTIONS ESSENTIELLES
I - ACTIVITES
Activité 1 : Définir une source de lumière
Recopie chaque affirmation ci-dessous et écris à sa suite V si elle est vraie ou F si elle est fausse.
Corrigé
1. Un cahier éclairé est une source de lumière ; V
2. Une lampe torche allumée est une source de lumière ; V
3. Le soleil est une source de lumière ; V
4. Un tableau non éclairé est une source de lumière. F
Activité 2 : Distinguer une source primaire d’une source secondaire de lumière et les sources
naturelles des sources artificielles de lumières
EXERCICE 1
Recopie et relie chaque source de lumière à sa catégorie
Tissus noir
Ecran de téléviseur en marche Source primaire
Clignotant de voiture en marche
Stylo rouge Source secondaire
L’habit que tu ports actuellement
1
EXERCICE 2
Corrigé
EXERCICE 1
Relie chaque source de lumière à sa catégorie
Tissus noir
Ecran de téléviseur en marche
Source primaire
Clignotant de voiture en marche
Source secondaire
Stylo rouge
L’habit que tu ports actuellement
EXERCICE 2
Observe l’image ci-contre.
Classe les sources de lumière dans le tableau ci-dessous :
Source(s) primaire(s) Source(s) secondaire(s)
Le soleil Les arbres (cocotiers)
EXERCICE
Tu viens de remarquer que ta maman a enlevé sa bague pour faire la lessive. Et il y a une trace blanche
autour de son doigt.
1. La peau de maman est une source de lumière.
2. La peau de maman est un récepteur de lumière.
3. La peau de maman ne réagit pas à la lumière.
Choisis la bonne réponse
Corrigé
La bonne réponse est
2. La peau de maman est un récepteur de lumière
EXERCICE La photopile est utilisée pour faire fonctionner certaines calculatrices électroniques.
Dans l’obscurité, les calculatrice ne marche.
Explique pourquoi la photopile est une récepteur de lumière.
2
Corrigé
La photopile réagit à la lumière puisqu’elle se comporte comme un générateur (pile) à la lumière. Donc
c’est récepteur de lumière.
JE M’EXERCE
Exercices de fixation / d’application
EXERCICE 1
a- Dis pourquoi un objet éclairé est source de lumière.
b- Dis s’il est source primaire ou source secondaire.
Corrigé
a- Un objet éclairé étant vu, il est source de lumière, car il renvoie de la lumière à un
observateur. On dit qu’il diffuse la lumière.
b- C’est une source secondaire de lumière.
EXERCICE 2
A partir de l’image ci-contre,
a) indique une source primaire de lumière.
b) Indique une source secondaire de lumière
Corrigé
EXERCICE 3
Classe les objets ou corps dans le tableau ci-dessous.
œil d’un homme – luciole – stylo rouge – la planète mars – l’éclaire – phare de voiture – peau d’un bébé
– pellicule photographique – rayon laser.
Corrigé
3
Exercices de Renforcement / Approfondissement
EXERCICE 4
Tu réalises le circuit électrique schématisé ci-contre. Lorsque tu
éclaires la photorésistance ou LDR, la lampe s’allume.
a) Dis si la LDR est source ou récepteur de lumière. LDR
b) Justifie ta réponse.
Corrigé
EXERCICE 5
Avec un appareil qui utilise une pellicule, on photographie le ciel en plein jour.
a. Donne la couleur de l’image du ciel sur le film de la pellicule.
b. Explique pourquoi on appelle la pellicule développée "négatif".
Corrigé
Situations d’évaluation
EXERCICE 6
Une chose est connue de tous. A la différence des hommes, la plupart des animaux se déplacent dans
l’obscurité sans éclairage. C’est le cas du chat. Kobenan, un élève de 4ème éclaire les yeux du chat puis
éteint la lumière. Il remarque que le noir des yeux du chat grossit ou rétrécit selon l’intensité de la
lumière. Tu es sollicité pour l’aider à comprendre.
a) Dis ce qui permet de voir toute chose.
b) Donne la définition d’une source de lumière
c) Donne la définition d’un récepteur de lumière.
d) Explique la variation du noir des yeux du chat.
Corrigé
a) C’est la lumière qui permet de voir toute chose.
b) Une source de lumière est tout corps qui diffuse de la lumière.
c) Un récepteur de lumière est tout corps qui réagit ou change de comportement lorsqu’il reçoit
de la lumière.
d) Les yeux du chat sont des récepteurs de lumière puisque la dimension de l’iris varie en
fonction de l’intensité de la lumière qu’ils reçoit.
EXERCICE 7
Deux élèves de 4ème, Koua et Solou discutent au sujet des sources et récepteurs de lumières. Ils
utilisent à cet effet une calculatrice solaire.
Tu poses la main sur les photopiles et la calculatrice s’éteint.
Koua : les photopiles de la calculatrice sont des sources de lumière car ce sont elles qui permettent de
l’allumer.
4
Solou : non, au contraire ce sont les écritures digitales qui sont les sources de lumières…
Il t’est demandé de la départager.
a) Définis une source de lumière
b) Définis une récepteur de lumière
c) Tu pose la main sur les photopiles et la calculatrice s’éteint. Qualifie les photopiles par rapport à la
lumière.
d) Lequel des tes deux camarades a raison. Justifie ta réponse.
Corrigé
a) Une source de lumière est tout corps qui diffuse de la lumière.
b) Un récepteur de lumière est tout corps qui réagit à la lumière.
c) Les photopiles sont des récepteurs de lumières
d) C’est Solou qui a raison, car les écritures digitales émettent et diffusent la lumière.
5
LEÇON 2 : PROPAGATION DE LA LUMIÈRE
NOTIONS ESSENTIELLES
Faisceau lumineux
Rayon lumineux
Propagation rectiligne de la lumière
Année lumière
Chambre noire
Célérité de la lumière
Année-lumière
ACTIVITÉS
Tout corps visible émet ou diffuse de la lumière. Dans un milieu ……….. et ……….. , la lumière se
propage en ………. . C’est la propagation …………. De la lumière.
Corrigé
Tout corps visible émet ou diffuse de la lumière. Dans un milieu transparent (homogène) et homogène
(transparent) , la lumière se propage en ligne droite. C’est la propagation rectiligne de la lumière.
Corrigé
a) Les franges représentent des rayons lumineux
b) Schéma d’un rayon lumineux
6
l’écran d’une chambre noire. L’image de d est :
a) d
b) b
c) p
d) q
Choisis la bonne réponse.
Corrigé
L’image de la lettre d est p (réponse c)
EXERCICE
Dans le nuage de Magellan, galaxie de la voie lactée, une étoile massive a exposé il y a 170 000 ans
environ. La lumière de l’explosion a atteint la terre le 23 février 1987. C’était une supernova, résultat
de l’explosion d’une étoile.
Détermine la distance entre la terre et la supernova.
Corrigé
Rappel : 1 al = 10 000 milliards de km
Puisque la lumière de la supernova a mis 170 000 ans pour parvenir à la terre, la distance entre elle et la
terre est 170 000 al, c’est-à-dire D = 170 000 x 10 000 = 1700 000 000 milliards de km
JE M’EXERCE
EXERCICE 1
Complète le texte avec les mots ou expressions suivantes : rayons lumineux – un faisceau lumineux -
se propage
On dépose une lampe sur une table. La lumière émise par cette lampe …………. dans toutes les
directions, suivant des droites. Ces droites sont appelées des ………... . Un ensemble de rayons lumineux
constitue …………. .
Corrigé
On dépose une lampe sur une table. La lumière émise par cette lampe se propage dans toutes les
directions, suivant des droites. Ces droites sont appelées des rayons lumineux. Un ensemble de rayons
lumineux constitue un faisceau lumineux.
EXERCICE 2
1- Représente un faisceau lumineux issu d’une source ponctuelle de lumière.
2- Représente un rayon lumineux de ce faisceau lumineux.
7
Corrigé
1- Faisceau lumineux
2- Rayon lumineux
EXERCICE 3
Konan observe un tabouret à travers le trou percé dans le mur.
Trace les limites du faisceau lumineux qui arrive à son œil.
Corrigé
EXERCICE 4
Lago veut observer un piquet B par une visée. Il place son œil dans la direction AB (voir figure ci-
dessous) ;
Corrigé
EXERCICE 5
Note si les affirmations suivantes sont vraies (V) ou fausses (F)
1- Nos yeux doivent émettre de la lumière pour nous permettre de voir les objets qui nous entourent
2- La lumière est visible
3- Une feuille blanche éclairée par le soleil est visible, car elle émet de la lumière
4- La vitesse de propagation de la lumière est de 300 kilomètres par seconde.
8
Corrigé
1- Nos yeux doivent émettre de la lumière pour nous permettre de voir les objets qui nous entourent F
2- La lumière est visible F
3- Une feuille blanche éclairée par le soleil est visible, car elle émet de la lumière V
4- La vitesse de propagation de la lumière est de 300 kilomètres par seconde. F
Exercices de renforcement/Approfondissement
EXERCICE 6
Représente l’image du mot LOI obtenue à travers une chambre noire.
Corrigé
EXERCICE 7
Dans une fête foraine, à un stand, Akoua doit utiliser une carabine pour toucher un objet qui lui reviendra
comme cadeau. Malheureusement, elle a raté ses trois tentatives. On lui dit qu’elle a mal visé.
Propose une explication de la bonne visée.
Corrigé
Faire une bonne visée, c’est placer son œil de sorte que le point de visée sur la carabine et l’objet soit
dans la même direction (alignés). Avoir l’impression que le point de visée de la carabine et l’objet sont
confondus.
EXERCICE 8
1- Définis un faisceau lumineux
2- Représente sur le ci-dessous le faisceau de lumière
issu de la source S et qui éclaire l’écran Zone éclairée
source de lumière
Corrigé
Zone éclairée
Faisceau de lumière
source de lumière
9
EXERCICE 9
La distance entre le soleil et la terre est environ 150 000 000 km. Calcule le temps que met la lumière du
soleil pour atteindre la terre. On donne vitesse de la lumière v = 300 000 000 m/s.
Corrigé
EXERCICE 10
La photo ci-dessous, prise en 2004, représente la nébuleuse Dumbell. La forme en papillon est le résultat
de l’explosion d’une étoile qui se déroule sous nos yeux alors qu’elle s’est produite il y a 3500 ans.
Explique comment il est possible d’observer aujourd’hui une explosion qui a eu lieu il y a 3500 ans.
Corrigé
Situations d’évaluation
EXERCICE 11
1- Nos yeux doivent émettre de la lumière pour nous permettre de voir les objets qui nous entourent
2- La lumière est visible
3- Une feuille blanche éclairée par le soleil est visible, car elle émet de la lumière
4- La vitesse de propagation de la lumière est de 300
kilomètres par seconde.
Ta balle de football vient de tomber dans la cour de votre
voisin. Tu voudrais savoir où la balle se trouve
exactement avant d’aller la chercher rapidement. Alors tu
regardes à travers le trou du portail (voir figure ci-contre).
1- Dis comment la lumière se propage dans un milieu
transparent et homogène.
2- Donne la définition d’un faisceau lumineux.
3- Représente un rayon lumineux.
4- A l’aide de la figure, montre pourquoi tu ne peux
pas voir le ballon.
10
Corrigé
Faisceau de lumière
EXERCICE 11
Pour montrer comment la lumière se propage, votre professeur physique-chimie vous demande d’utiliser
une chambre noire. Au cours de l’expérience vous disposez d’une petite boule, d’une lampe torche et de
la chambre noire. Vous éclairez la boule devant le trou, et vous recueillez une image.
1. Décris une chambre noire
2. Donne la forme de l’image obtenue sur l’écran de la chambre noire.
3. Fais un schéma de l’expérience que vous avez réalisée.
4. Dis comment se propage la lumière issue de la balle.
5. Représente un rayon lumineux.
Corrigé
1- Une chambre noire est un dispositif (parallélépipède rectangle ou cube) dont une face est percé d’un
petit trou et la face opposée est constituée d’un papier calque (écran). On y recueille l’image d’un
objet lumineux.
2- L’image est un disque sur l’écran.
3- Schéma de l’expérience réalisée
image de
la boule
boule
11
LEÇON 3 : PHASES DE LA LUNE ET ÉCLIPSES
NOTIONS ESSENTIELLES
Ombre propre
Ombre portée
Pénombre
Zone d’ombre
Phases de la lune
Eclipses solaire et éclipse lunaire.
ACTIVITES
Activité 1 : Découvrir les ombres.
EXERCICE
On éclaire une boîte (voir photo ci-contre).
Nomme les ombres numérotées 1 et 2. 2
1
Corrigé
1 – Ombre portée
2- ombre propre
EXERCICE
Recopie les deux diagrammes, puis relie chaque phase de la lune à son nom.
Pleine lune
Gibbeuse
Quartier
Premier croissant
Dernier croissant
12
Corrigé
Pleine lune
Gibbeuse
Quartier
Premier croissant
Dernier croissant
EXERCICE
Choisis la bonne réponse.
L’éclipse solaire se produit lorsque le soleil, la terre et la lune se place dans une disposition
particulière.
1- Une éclipse solaire a lieu :
a) Pendant la deuxième gibbeuse
b) Lors d’une phase de pleine lune
c) Lors d’une phase de nouvelle lune.
Corrigé
L’éclipse solaire se produit lorsque le soleil, la terre et la lune se place dans une disposition particulière.
3- Une éclipse solaire a lieu : Lors d’une phase de nouvelle lune.
4- Pour qu’il y ait éclipse solaire, il faut que : l’observateur se trouve dans l’ombre portée de la
lune
EXERCICE
La photo ci-contre représente différents aspects de la lune numérotés
1, 2 et 3.
Identifie la pleine lune et l’éclipse totale lunaire.
1 3
2
13
Corrigé
La pleine lune est le numéro 3
L’éclipse totale lunaire est le numéro 1
JE M’EXERCE
EXERCICE 1
Range les numéros des phases de la lune afin d’obtenir une lunaison complète.
1 2 3 4 5
Corrigé
EXERCICE 2
Complète les phrases avec les mots ou expressions qui conviennent.
1) Lorsqu’on éclaire un objet …….…. avec une lumière, on obtient ………. sur la partie non
éclairée.
2) Une éclipse ………. a lieu quand la terre s’interpose entre la lune et le soleil.
3) Une éclipse solaire a lieu pendant la ………….
Corrigé
EXERCICE 3
La photo ci-contre est celle d’une éclipse lunaire.
1) Dis à quel moment se produit une éclipse lunaire se produit-elle.
2) Dis si cette éclipse est totale ou partielle
3) Explique ce phénomène d’éclipse.
Corrigé
14
3) Au cours d’une pleine lune, lorsque la terre passe entre le soleil et la lune, on a une éclipse
lunaire.
Exercices de renforcement/approfondissement
EXERCICE 4
La lune est une source secondaire de lumière. Elle diffuse une partie de la lumière reçue du soleil.
Explique pourquoi on ne voit pas la lune à l’œil nu en plein jour.
Corrigé
En plein jour l’intensité de la lumière provenant du soleil est plus dense que celle issue de la lune. La
lumière du soleil domine celle de la lune.
EXERCICE 5
Une lunaison dure environ 29 jours. La nouvelle lune du mois de janvier 2020 est apparue le 24 janvier.
1-Donne la date de la prochaine nouvelle lune.
2- Donne la date la pleine lune.
Corrigé
1- La date de la prochaine nouvelle lune après le 24 janvier 2020 est le 22 février 2020.
2- La date de la pleine lune est le 7 février 2020.
Situations d’évaluation
EXERCICE 6
Ton jeune frère te raconte qu’il n’est pas content de la lune, car au moment où on a le plus besoin
d’elle les nuits qu’elle disparaît pour revenir que plus tard. De plus, ce n’est pas tout le temps qu’elle
éclaire normalement la terre. Pour lui, le soleil est mieux car il ne change jamais de forme. Tu te proposes
de lui expliquer ses observations.
1- Définis : l’ombre propre, l’ombre portée, la pénombre.
2- Explique les phases de la lune à partir d’une expérience.
3- Schématise les 4 phases croissantes de la lune.
Corrigé
15
EXERCICE 7
Un élève de 4ème qui est ton camarade de classe observe la lune
pendant une lunaison. Pour expliquer les différents aspects de la
lune vue depuis la terre, il se sert du schéma ci-contre. Aide-le.
1- Représente les phases de la lune dans les positions 1, 2, 3 et
4.
2- Donne le nom de chaque phase de la lune.
3- Explique l’aspect de la lune dans la position 3.
4- Dis dans quelle position peut-on avoir une éclipse totale du
soleil.
5- Dis à quel moment a-t-on une éclipse solaire.
Corrigé
16
LEÇON 4 : ANALYSE ET SYNTHÈSE DE LA LUMIÈRE BLANCHE
NOTIONS ESSENTIELLES
ACTIVITÉS
EXERCICE 2
Relève les couleurs que l’on retrouve dans le spectre de la lumière blanche : blanc – bleu- jaune – rose -
gris- vert – noir – rouge.
Corrigé
EXERCICE 1
le spectre de la lumière blanche est l’ensemble des lumières colorées obtenues à partir de la lumière
blanche
EXERCICE 2
Les couleurs que l’on retrouve dans le spectre de la lumière blanche sont : bleu – jaune – vert - rouge
17
Corrigé
Corrigé
1- Le jaune est l’addition de rouge et vert
Le cyan est l’addition du vert et du bleu
Le magenta est l’addition du rouge et du bleu
2- Avec chaque filtre, on obtient la couleur du filtre. La couleur blanche est composée de toutes ces couleurs.
JE M’EXERCE
EXERCICE 1
Choisis la ou les bonnes réponses.
a) La lumière blanche est constituée de plusieurs couleurs
b) L’analyse de la lumière blanche permet d’avoir un spectre partiel
c) Les lumières verte et cyan font parties du spectre de la lumière blanche.
d) L’arc-en-ciel est un ensemble de 7 lumières primaires décomposées par les gouttelettes d’eau.
e) Les lumières du spectre sont discontinues.
18
Corrigé
Bonnes réponses
a) La lumière blanche est constituée de plusieurs couleurs
d) L’arc-en-ciel est un ensemble de 7 lumières primaires décomposées par les gouttelettes d’eau.
EXERCICE 2
Complète le texte avec les expressions suivantes : primaire – secondaire - la synthèse – couleurs -
blanche.
Avec le disque de Newton, on peut reconstituer la lumière ……………. . Cette expérience conduite à
…………….. de la lumière. Le disque est colorié en plusieurs …………….. . la superposition des
lumières …………………. Permet d’obtenir des lumières ……………… .
Corrigé
Avec le disque de Newton, on peut reconstituer la lumière blanche. Cette expérience conduite à la
synthèse de la lumière. Le disque est colorié en plusieurs couleurs. la superposition des lumières
primaires permet d’obtenir des lumières secondaires.
EXERCICE 3
On éclaire ce papillon avec un filtre rouge. On obtient un papillon noir.
Explique cette observation.
Corrigé
Le papillon est noir. Alors que la lumière rouge ne contint pas de couleur noir ; donc le papillon est vu
noir.
Exercices de renforcement/approfondissement
EXERCICE 4
a) Propose une expérience qui permet de fabriquer un arc-en-ciel au laboratoire.
b) Représente un arc-en-ciel
Corrigé
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EXERCICE 5
On réalise une expérience avec dispositif ci-contre.
a) Décris le dispositif.
b) Lorsqu’on tourne rapidement le disque, il devient gris. Explique.
c) Corrigé
EXERCICE 6
On utilise différents filtres pour éclairer des objets. Complète le tableau ci-dessous en indiquant la couleur
de chaque objet.
Objet
Vert Rouge Jaune Bleu
Filtre
Bleu
Vert
Rouge
Corrigé
Objet
Vert Rouge Jaune Bleu
Filtre
Bleu Noir Noir Noir Bleu
Vert Vert Noir Vert Noir
Rouge Noir Rouge Rouge Noir
Situations d’évaluation
EXERCICE 7
Il vient de pleuvoir. La population observe l’apparition de deux arcs-en-ciel. Tes
parents croient en un double événement que le peuple va vire bientôt. Mais te
décide de leur donner une explication scientifique.
1- Donne les couleurs du spectre de la lumière blanche ;
2- Dis à quelle condition a-t-on un arc-en-ciel ;
3- Indique la position de l’observateur par rapport au soleil et à l’arc-en-ciel ;
4- Explique la formation des deux arcs-en-ciel.
Corrigé
1- Les couleurs du spectre de la lumière blanche sont : rouge – orange – jaune – vert – bleu – indigo – violet
2- Un arc-en-ciel apparait lorsque la lumière du soleil une brume (gouttelettes d’eau)
3- L’observateur fait dos au soleil et face à l’arc-en-ciel.
4- La décomposition de la lumière se fait principalement dans deux grandes zones de la brume.
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EXERCICE 8
Ton groupe effectue des expériences au laboratoire en vue de synthétiser des couleurs. L’une d’entre elles
consiste à mélanger une teinture jaune à une teinture bleue. Ce qui donne une couleur blanche. Akissi, un
élément du groupe voudrait savoir comment cela est possible. Aide-la.
Corrigé
1- Définitions :
1.1) Couleur propre est la couleur d’origine lorsqu’on éclaire un objet
1.2) Couleur apparente est la couleur autre que la couleur d’origine lorsqu’on éclaire un objet avec
une autre couleur
2- les couleurs du spectre de la lumière blanche : rouge – orange – jaune – vert – bleu – indigo – violet
3- La superposition du rouge et du vert donne le jaune
4- Le mélange du jaune et bleu donne le blanc car on a jaune = vert + rouge ; d’où jaune + bleu = rouge
+ vert + bleu = blanc .
5- le mélange du bleu et du jaune est un mélange de bleu, rouge et vert ; ce qui donne le blanc.
21
LEÇON 5 : AIMANT ET BOBINE
Une bobine est constituée d’un long fil conducteur enroulé sous forme de spires autour d’un support.
22
ACTIVITE 6 : DECRIRE UN ELECTROAIMANT
J’évalue mes acquis
1. Les faces A et B de l’électroaimant
A : face nord
B : face sud
2. Les faces A et B s’il y a inversement du sens du courant électrique
Lorsqu’on inverse le sens du courant électrique, les faces de l’électroaimant changent.
A : face sud
B : face nord
EXERCICE 2
Texte complété avec: deux, pôle sud, aiguille aimantée, pôle nord, pôles.
Un aimant droit attire les objets magnétiques tels que le fer, le nickel, le cobalt et leurs alliages. Il attire
ces objets par ses extrémités appelées pôles. L’aimant droit possède deux pôles qui sont identifiés grâce à
une aiguille aimantée. Le pôle attiré par le pôle nord de l’aiguille aimantée est le pôle sud et le pôle
attiré par le pôle sud de l’aiguille aimantée est le pôle nord.
EXERCICE 3
Réponds par vrai(V) si la proposition est vraie ou par faux(F) si la proposition est fausse.
1. Un aimant droit attire tous les objets. F
2. Une bobine parcourue par un courant électrique se comporte comme un aimant. V
3. Une bobine parcourue par un courant électrique possède deux faces. V
4. La nature des faces de la bobine ne dépend pas du sens du courant qui la traverse. F
23
5. Deux pôles de même nom s’attirent. F
6. Un électro-aimant est un aimant artificiel composé d’une bobine parcourue par un courant
électrique, munie d’un noyau de fer. V
7. Le relais est un organe de commande. V
EXERCICE 4
1. Définition :
a) La bobine est un enroulement de fil conducteur, couvert d’isolant, autour d’un support.
b) Un électro-aimant est un aimant artificiel composé d’une bobine parcourue par un courant
électrique, munie d’un noyau de fer.
2. Deux applications de l’électroaimant : relais et télérupteur
EXERCICE 6
Les numéros correspondant à la bonne orientation
2 et 6
EXERCICE 7
1. Dans le circuit, le courant sort par la borne positive et entre par la borne négative de la pile.
2. Les faces de la bobine
A : face nord
B : face sud
3. Les faces de la bobine lorsqu’on inverse les faces de la bobine
A : face sud
B : face nord
EXERCICE 8
Les positions 1, 2 et 3 des aiguilles aimantées
24
Fer, nickel, acier, une pièce de 100FCFA
3.2 les objets non attirés par l’aimant :
Feuille d’aluminium, cuivre, étain, bois sec, plomb
EXERCICE 10
1. La bobine est un enroulement de fil conducteur, couvert d’isolant, autour d’un support.
2. La face B de la bobine n’a aucun effet sur le pôle sud de l’aimant dans l’expérience 1 parce que le
circuit est ouvert. Aucun courant électrique ne traverse la bobine.
3. Lorsque le circuit est fermé, le courant électrique sort de la pile par la borne positive et entre par la
borne négative.
4. Identification
4.1 des faces de la bobine
Face A : nord
Face B : sud
4.2 des faces lorsqu’on inverse les bornes de la pile
Face A : sud
Face B : nord
EXERCICE 11
1. Les pôles d’un aimant droit : pôle nord et pôle sud
2. Le pôle C de l’aimant CD est sud.
3. Identification des pôles des aimants
A B C D E F G H
Sud Nord Sud Nord Sud Nord Nord Sud
25
LEÇON 6 : PRODUCTION D’UNE TENSION ALTERNATIVE
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Corrigés des exercices de fixation/application
EXERCICE 1
Phrase correcte
La rotation régulière d’un aimant au voisinage d’une bobine engendre une tension alternative.
EXERCICE 2
Texte complété avec: chute d’eau, stator, alternative, électroaimants, signe.
Le déplacement d’un aimant devant une bobine fixe, fait apparaître une tension entre ses bornes. Cette
tension change de signe au cours du temps. Elle est donc alternative.
Dans les alternateurs industriels, ce sont les électroaimants du rotor qui tournent devant les bobines fixes
du stator
Dans une centrale hydroélectrique, le rotor est entraîné par une turbine actionnée par une chute d’eau.
EXERCICE 3
Réponds par vrai (V) si la proposition est vraie ou par faux (F) si la proposition est fausse.
8. La tension obtenue par la rotation d’un aimant devant une bobine est alternative. V
9. Aux bornes d’une génératrice de bicyclette, la tension est continue. F
10. La tension aux bornes d’une pile est continue. V
11. Le rotor de la génératrice de bicyclette comporte un électroaimant. F
12. Le stator de la génératrice de bicyclette comporte un électroaimant. F
EXERCICE 4
1. Tension variable : 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 6
2. Tension alternative : 2 ; 5
3. Tension continue : 4 ; 6
4. Tension constante : 4
EXERCICE 5
1. La grandeur physique produite est la tension électrique.
2. Cette tension électrique est alternative.
3. Cette tension électrique change de signe au cours du temps. La tension électrique est tantôt
positive et tantôt négative.
EXERCICE 6
1. L’élément de la génératrice de bicyclette qui est en rotation lorsque la roue tourne est l’aimant.
2. La rotation du galet due au mouvement de la roue de la bicyclette fait tourner l’aimant au
voisinage de la bobine. Cela engendre une tension alternative aux bornes de la bobine.
3. L’éclat de la lampe est fonction de la vitesse de rotation de l’aimant. Lorsque la roue tourne
rapidement, l’aimant tourne aussi rapidement et la tension électrique produite augmente.
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EXERCICE 7
1. La tension électrique produite est alternative.
2. L’oscillogramme observé
EXERCICE 8
1. La rotation d’un aimant au voisinage d’une bobine produit une tension électrique.
2. Cette tension électrique produite est alternative.
3. Cette tension électrique change de signe au cours du temps. La tension électrique est tantôt
positive et tantôt négative.
EXERCICE 9
1. Schéma annoté
Galet
Rotor Axe
Aimant
2. Les deux éléments indispensables à l’obtention d’une tension alternative sont l’aimant et la
bobine.
3. La tension alternative apparaît aux bornes de la bobine.
EXERCICE 10
1. Les grandes parties d’une génératrice de bicyclette sont le rotor et le stator.
2. Ce que contient :
2.1. le rotor : l’aimant
2.2 le stator : la bobine
3. La rotation du galet due au mouvement de la roue de la bicyclette fait tourner l’aimant au voisinage
de la bobine. Cela engendre une tension alternative aux bornes de la bobine.
4. La tension électrique produite est alternative.
28
EXERCICE 11
1. La tension électrique produite est alternative.
2. La rotation d’un aimant au voisinage d’une bobine produit une tension électrique.
3. Le schéma de l’oscillogramme
EXERCICE 12
1. Les éléments indispensables à la production de l’électricité dans une centrale hydroélectrique sont
la turbine et l’alternateur.
2. Le mouvement de l’eau fait tourner une turbine. Cette turbine fait fonctionner à son tour un
alternateur qui produit une tension électrique.
3. La tension électrique produite est alternative.
29
LEÇON 7 : TENSION ALTERNATIVE SINUSOÏDALE
b) Fréquence
AN :
30
EXERCICE 2
1. La période d’une tension alternative et sinusoïdale est la durée minimale au bout de laquelle cette
tension se reproduit identiquement à elle-même.
2. La tension maximale est la valeur maximale atteinte par une tension alternative au cours du temps.
3. L’appareil qui permet de mesurer la tension maximale d’une tension alternative et sinusoïdale est
l’oscilloscope.
4. Relation entre tension maximale et tension efficace
EXERCICE 3
La période d’une tension alternative sinusoïdale est la durée minimale au bout de laquelle cette
tension se produit identiquement à elle-même.
EXERCICE 4
Le numéro qui représente une tension :
a) Variable : 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 6
b) Alternative : 2 ; 3 ; 5
c) Périodique : 1 ; 2 ; 5
d) Constante : 4
EXERCICE 5
1. Tension maximale Umax
2. Tension efficace
AN : 163,1V
EXERCICE 6
Le tableau complété
Fréquence (Hz) 50 60 20 200
Période T(s) 0,02 0,016 0,05 0,005
EXERCICE 7
1.
1.1 Tension maximale Umax
Umax = 2Vx2 Umax = 4V
31
2.1 tension efficace
2.2 fréquence
EXERCICE 8
1. La tension électrique est alternative et sinusoïdale.
2. La tension électrique mesurée par le voltmètre est une tension efficace.
Ueff = 220V
3.
3.1 Tension maximale
EXERCICE 9
1. Voir papier millimétré
T = 0,01x4 T = 0,04s
32
4. La fréquence de la tension
AN :
EXERCICE 11
1. La tension électrique délivrée par le générateur est tension alternative et sinusoïdale.
2. 2.1 La tension électrique maximale
Umax = 3Vx2 Umax = 6V
2.2 La période de la tension électrique
T = 5msx4 T = 20ms ou T= 0,02s
3. Calcul de la tension électrique affichée par le voltmètre
AN : 4,2V
EXERCICE 12
1. La grandeur physique
2.1 N = 50Hz est la fréquence de la tension électrique
2.2 U = 6V est la tension électrique efficace.
2. 2.1 La période de la tension électrique
AN :
EXERCICE 13
1. La période d’une tension alternative et sinusoïdale est la durée minimale au bout de laquelle cette
tension se reproduit identiquement à elle-même.
2. La valeur 16,92V représente la tension électrique maximale.
3. La tension efficace
AN :
33
LEÇON 8 : DANGER DU COURANT DU SECTEUR
34
ACTIVITE 6 : CONNAITRE QUELQUES MESURES DE SECURITE
J’évalue mes acquis
Trois règles de sécurité permettant d’éviter les dangers du courant du secteur :
- Ne pas utiliser d’appareils électriques avec les mains mouillées ou les pieds nus sur le sol ;
- Ne jamais toucher un fil dénudé ;
- Couper le courant avant toute intervention sur l’installation, même pour changer une lampe électrique
EXERCICE 4
Texte complété par : électrisation, court-circuit, bornes, terre, électrocution.
Une prise électrique est un connecteur qui permet de relier un appareil électrique à une source
d’alimentation. Elle comporte trois bornes : la phase, le neutre et la terre. Le courant peut causer des
dommages si une personne est en contact avec les bornes de la prise, c’est l’électrisation. Il y a
électrocution si le courant qui la traverse provoque son décès. Le contact direct entre la phase et le neutre
de la prise peut produire un court-circuit.
EXERCICE 5
1.a ; 2.c ; 3.c
EXERCICE 6
On mesure la valeur de la tension du secteur fournie par la CIE entre les bornes d’une prise.
35
1. La valeur de la tension électrique entre la phase et la terre vaut 220V.
2. La valeur de la tension du secteur entre le neutre et la terre vaut 0V.
3. La valeur de la tension électrique entre la phase et le neutre vaut 220V.
EXERCICE 7
1.c ; 2.a
EXERCICE 8
La couleur qui correspond :
1. à la phase est le rouge ;
2. au neutre est le bleu ;
3. à la terre est le jaune rayé de vert.
EXERCICE 9
1. Il y a électrisation, lorsque le corps humain est traversé par un courant électrique entraînant un
choc physiologique violant tandis qu’il y a électrocution lorsque le courant provoque la mort.
2. Il peut avoir électrocution si une personne est en contact entre la phase et le neutre ou entre la
phase et la terre.
EXERCICE 10
Par l’objet introduit dans les bornes d’une prise électrique, le courant peut traverser le corps de
l’enfant. Ainsi, Il peut être électrisé ou électrocuté.
EXERCICE 11
1. La valeur de la tension efficace est 220V.
2. Il faut placer l’interrupteur sur le fil de phase pour la sécurité des personnes.
3. L’interrupteur est placé sur le fil neutre. Le petit frère n’est pas protégé. Il risque d’être électrisé
ou électrocuté.
EXERCICE 12
1. Les dispositifs de sécurité de l’installation sont le disjoncteur, les fusibles et la prise de terre.
2. Le fusible dont l’installation n’est pas conforme aux règles de sécurité est le fusible monté sur le
fil neutre de la lampe d’éclairage.
3. Pour la sécurité des personnes et des installations électriques, l’interrupteur et le fusible doivent
être montés sur le fil de phase qui relie la lampe électrique.
4. Le branchement du réfrigérateur n’est pas conforme aux règles de sécurité parce qu’il n’est pas
relié à la prise de terre.
36
Corrigés des situations d’évaluation
EXERCICE 13
1. La prise électrique possède trois bornes.
2. Le tournevis testeur s’est allumé pour la phase.
3. Les deux autres bornes sont le neutre et la terre.
4. Dans les installations électriques, les fils électriques sont codés par des couleurs. Ainsi, le fil de
couleur rouge est relié à la phase de la prise, le bleu au neutre et le jaune rayé de vert à la terre.
EXERCICE 14
1. Le courant fourni par la CIE est le courant du secteur.
2. Le courant fourni est alternatif et sinusoïdal.
3. La valeur 220V représente la tension efficace.
4.
4.a la valeur maximale de la tension électrique
4.b la période
AN :
EXERCICE 15
1. Il y a électrisation, lorsque le corps humain est traversé par un courant électrique entraînant un
choc physiologique violant.
2. La borne de la prise utilisée est la phase.
3. 3.1 deux conséquences de l’électrisation :
- secousse
- brûlure
3.2 deux règles de sécurité pour éviter l’électrisation :
- Ne jamais introduire des métaux et divers objets dans les prises de courant du secteur
- Ne pas utiliser d’appareils électriques avec les mains mouillées ou les pieds nus sur le sol
4. La prise de terre est un dispositif de sécurité des personnes dans une installation électrique. Sa
présence dans l’installation permet au courant résiduel de s’écouler vers la terre au lieu de rester dans les
appareils électriques ou de circuler dans le corps humain.
37
LEÇON 9 : TRANSFORMATION, REDRESSEMENT ET LISSAGE D’UNE
TENSION ALTERNATIVE SINUSOÏDALE
38
ACTIVITE 5 : REALISER UN REDRESSMENT DOUBLE ALTERNANCE
J’évalue mes acquis
1. Le redressement double alternance par un pont de diodes se fait en courant alternatif. V
2. Le pont de diodes, dans un circuit en courant alternatif, permet un redressement simple alternance. F
3. Le pont de diodes transforme les alternances négatives en alternances positives. V
4. Une tension alternative et sinusoïdale redressée à l’aide d’un pont de diodes est variable et sinusoïdale.
F
5. Une tension alternative et sinusoïdale redressée à l’aide d’un pont de diodes est périodique. V
39
EXERCICE 2
1. Pour un transformateur abaisseur de tension, la tension de sortie est inférieure à la tension d’entrée. V
2. La tension à la sortie d’un pont de diodes est variable. V
3 Un condensateur permet de lisser une tension redressée par un pont de diodes. V
4. La tension électrique obtenue par un redressement simple alternance est périodique. V
5. La tension électrique obtenue à la sortie d’un pont de diodes est alternative. F
6. La nature de la tension à l’entrée du pont de diodes est identique à celle à la sortie. F
EXERCICE 3
Texte complété par les mots et groupes de mots suivants : double alternance ; redressée ; adaptateur ;
transformateur ; continue ; pont de diodes
L’adaptateur est généralement utilisé pour alimenter des appareils de faibles tensions d’usage. Il comporte
un transformateur abaisseur de tension, un pont de diodes et un condensateur. Le pont de diodes permet
un redressement double alternance. Quant au condensateur, il lisse la tension redressée. Un adaptateur
sert donc à convertir une tension alternative et sinusoïdale en une tension continue.
EXERCICE 4
Relie par une flèche chaque élément du groupe A à son rôle dans le groupe B.
Groupe A Groupe B
EXERCICE 5
1.a ; 2.b ; 3.c
EXERCICE 6
1. La lampe est éteinte.
2. La lampe s’allume si on inverse les bornes de la pile.
3. Sens passant sur un schéma
40
EXERCICE 7
1. Les éléments constitutifs d’un adaptateur
- Transformateur abaisseur de tension
- Pont de diodes
- Condensateur
2. Le rôle de chaque élément
Le transformateur abaisseur de tension abaisse la valeur de la tension du secteur.
Le pont de diodes favorise un redressement double alternance de la tension alternative et
sinusoïdale.
Le condensateur lisse la tension redressée par le pont de diodes.
3. Le schéma d’un adaptateur
EXERCICE 8
1. La lampe :
1.1 L1 est allumée
1.2 L2 est éteinte.
2. Si on inverse les bornes de la pile, la lampe :
2.1 L1 s’éteint
2.2 L2 s’allume.
EXERCICE 9
1. Les composants : le transformateur, le pont de diodes et le condensateur
2. La nature de la tension de sortie
- Transformateur : tension alternative et sinusoïdale
- Pont de diodes : tension redressée double alternance
- Condensateur : tension continue et constante
41
Corrigés des situations d’évaluation
EXERCICE 10
1. La tension électrique délivrée par :
1.1 la pile est continue
1.2 le secteur est alternative et sinusoïdale.
2. Les différents éléments de l’adaptateur : le transformateur, le pont de diodes et le condensateur
3. Le schéma de l’adaptateur
4. Fonctionnement de l’adaptateur
L’adaptateur convertit la tension alternative et sinusoïdale du secteur en une tension continue et constante
de quelques volts pour faire fonctionner un appareil électrique. Cela est possible grâce aux éléments
suivants :
Le transformateur abaisseur de tension qui fait abaisser la valeur de la tension du secteur.
Le pont de diodes favorise un redressement double alternance de la tension alternative et sinusoïdale.
Le condensateur lisse la tension redressée par le pont de diodes de sorte à obtenir une tension
pratiquement constante.
EXERCICE 11
1. Le rôle, en courant alternatif :
1.1 d’une diode est de favoriser un redressement simple alternance
1.2 d’un pont de diode est de favoriser un redressement double alternance.
2. Calcul de la fréquence de la tension électrique :
2.1 oscillogramme a :
f = 50Hz
2.2 oscillogramme b :
La période de la tension électrique de sortie dans le cas d’un redressement double alternance est la moitié
de la tension électrique à l’entrée. La fréquence de la tension électrique à la sortie est donc le double de la
fréquence de la tension électrique à l’entrée.
42
3.2 double alternance
EXERCICE 12
1. Le nom de chaque composant
Composant 1 : transformateur abaisseur de tension
Composant 2 : pont de diodes
Composant 3 : condensateur
2.
2.1 Le rôle de chaque élément
- Le transformateur abaisseur de tension abaisse la valeur de la tension du secteur.
- Le pont de diodes favorise un redressement double alternance de la tension alternative et
sinusoïdale.
- Le condensateur lisse la tension redressée par le pont de diodes.
43
LEÇON 10 : ATOMES ET IONS
JE M’EXERCE
Exercices d’application/fixation
EXERCICE 1
Recopie et complète le tableau ci-dessous.
Nom de l’atome zinc baryum sodium chlore calcium potassiu magnésiu aluminium
m m
Symbole de Zn Ba Na Cl Ca K Mg Al
l’atome
Nombre 2 2 1 1élect 2 1 2 3 électrons
d’électrons électrons électrons électro ron électro électron électrons captés
captés ou cédés cédés cédés n cédé capté ns cédé cédés
cédés
Formule de l’ion Zn2+ Ba2+ Na+ Cl- Ca2+ K+ Mg2+ Al3+
Nom de l’ion Ion zinc Ion Ion Ion Ion Ion Ion Ion
baryum sodium chlor calciu potassiu magnésiu aluminiu
ure m m m m
EXERCICE 2
Pour chacune des propositions suivantes :
Un cation est atome ou un groupe d’atomes qui a cédé un ou plusieurs électrons. V F
Un anion est chargé positivement. V F
Lorsqu’un atome perd des électrons, il devient un anion.F V
L’ion sulfate de formule SO42-est un anion. V F
Entoure la lettre V si la proposition est vraie ou la lettre F si la proposition est fausse.
EXERCICE 3
L’atome d’iode possède 53 électrons et cet atome a tendance à capter 1 électron pour devenir un ion
iodure.
1- Le nombre de charges positives portées par le noyau de l’atome d’iode est 53.
2- Le nombre d’électrons de l’ion iodure est 54.
3- La formule de l’ion iodure est I-.
4- Le nombre de charges positives portées par le noyau de l’ion iodure est 53.
44
EXERCICE 4
Recopie et complète le tableau ci-dessous
Ion testé réactif Couleur du précipité Nom et formule du précipité
Cu2+ soude Précipité bleu L’hydroxyde de cuivre Cu (OH)2
Fe3+ soude Précipité rouille L’hydroxyde ferrique Fe (OH)3
Fe2+ soude Précipité vert L’hydroxyde ferreux Fe(OH)2
Zn2+ soude Précipité blanc l’hydroxyde de zinc Zn(OH)2
Cl- Nitrate d’argent Précipité blanc qui noircit à la lumière Le chlorure d’argent AgCl
SO42- Chlorure de baryum Précipité blanc de sulfate de baryum Le sulfate de baryum BaSO4
Exercices de renforcement/approfondissement
EXERCICE 5
Le noyau de l’ion ferII ( Fe2+ ) possède 26 charges positives.
1- le nombre de charges positives portées par le noyau de l’atome de fer est 26.
2- le nombre d’électrons de l’atome de fer est 26.
3- le nombre d’électrons de l’ion ferII (Fe2+) est 24.
4- l’ion ferII (Fe2+) est un cation
EXERCICE 6
Le texte ci-dessous complété avec les mots ou expressions suivants : soude ; noircit ; réactif ; bleu ;
blanc ; chlorures ; vert ; fer III (Fe3+)
Le nitrate d’argent est le réactif qui permet d’identifier les ions chlorures en solution. On obtient un
précipité blanc qui noircit à la lumière.
La soude est le réactif qui permet d’identifier les ions cuivre II (Cu2+), fer II (Fe2+) et fer III (Fe3+) en
solution. On obtient respectivement des précipités de couleur bleu, vert. et rouille.
EXERCICE 7
On désire identifier les ions présents dans une solution de chlorure de cuivre.
1- les formules des ions présents dans la solution : Cl- et Cu2+
2- le nitrate d’argent pour caractériser l’ion chlorure (Cl-) et l’hydroxyde de sodium pour caractériser l’ion
cuivre (Cu2+).
3- l’ion chlorure (Cl-) donne un précipité blanc de chlorure d’argent qui noircit à la lumière.
l’ion cuivre (Cu2+).donne un précipité bleu d’hydroxyde de cuivre.
EXERCICE 8
.
1- l’ion caractérisé est l’ion chlorure de formule Cl-.
2- .l’ion caractérisé est l’ion ferrique ou ion fer III de formule Fe3+.
3- le nom et la formule de la solution S est le chlorure ferrique Fe(Cl)3
45
Situations d’évaluation
EXERCICE 9
1- l’exposant 2+ dans la formule de l’ion zinc Zn2+ signifie que l’atome de zinc a perdu deux
électrons.
2- la composition atomique de l’ion sulfate SO42- :un atome de sulfate et quatre atomes d’oxygène.
3-
3-1 Dans le flacon 1:
3-1-1- le précipité blanc est de l’hydroxyde de zinc et l’ion caractérisé est l’ion zinc Zn2+.
3-1-2- le précipité blanc est du sulfate de baryum et l’ion caractérisé est l’ion sulfate SO42+
3- 2 le nom du précipité est le chlorure d’argent et l’ion caractérisé est l’ion chlorure Cl-.
4-Le flacon1 contient le sulfate de zinc et le flacon 2 contient le chlorure de sodium
EXERCICE 10
3.
3-1-Les solutions qui ont l’ion sulfate en commun : le sulfate de cuivre (la « bouillie
bordelaise ») et le sulfate de fer (Anti-mousses gazon).
3-2-Les solutions qui ont l’ion sodium en commun : le chlorure de sodium ( Eau salée) et
l’hydroxyde de sodium (Le « destop »)
4.
4-1. le test qui permet de différencier les solutions ayant en commun l’ion sulfate est le test à
la soude ou hydroxyde de sodium qui donne un précipité bleu avec le sulfate de cuivre et un
précipité vert avec le sulfate de fer.
4-2. le test qui permet de différencier les solutions ayant en commun l’ion sodium est le nitrate
d’argent qui donne un précipité blanc qui noircit à la lumière avec le chlorure de sodium et un
rien avec l’hydroxyde de sodium.
46
EXERCICE 11
2 - Le test avec le nitrate d’argent devra donner un précipité blanc qui noircit à la lumière et le test
avec l’hydroxyde de sodium devra donner un précipité verdâtre.
47
LEÇON 11 : TRANSFORMATION D’UN MÉTAL EN ION ET INVERSEMENT
JE M’EXERCE
Exercices d’application/fixation
EXERCICE 1
L’équation-bilan de la réaction entre un atome de fer et un ion cuivre II s’écrit :
b) - Fe + Cu2+ → Cu + Fe2+
EXERCICE 2
Lors de l’électrolyse d’une solution de sulfate de cuivre,
1- les noms des ions présents dans la solution sont : les ions cuivre II et les ions sulfate
2- les formules des ions présents dans la solution : (Cu2+) et (SO42-).
3- les cations sont les ions cuivre et les anions sont les ions sulfates.
4- les cations se déplacent vers la cathode et les anions se déplacent vers l’anode.
EXERCICE 3
.On plonge un clou en fer dans 10ml de sulfate de cuivre pendant une heure.
1- au bout d’une heure l’on observe;
1-1- Un dépôt de cuivre au niveau du clou en fer.
1-2- Une décoloration au niveau de la solution.
2- Après ajout de quelques gouttes de soude à la solution
2-1- l’on observe un précipité verdâtre ;
2-2- Ce qui caractérise la présence des ions ferreux.
3- la transformation subie ;
3-1- Par le fer : Fe → Fe2+ +2 e-
3-2-Par les ions cuivre : Cu2+ +2 e- → Cu
4- l’équation-bilan de la réaction entre le fer et la solution de sulfate de cuivre :
Fe + Cu2+ → Fe2+ +Cu
EXERCICE 4
Les transformations ci-dessous complété
1- Cu →Cu2+ +2e-
2- Ag+ + e- → Ag
3- Al3++3e- → Al
4- Zn → Zn2++ 2e-
5- Fe → Fe3++ 3 e-
6- Zn + Cu2+→ Cu + Zn2+
48
Exercices de renforcement/approfondissement
EXERCICE 5
Plongée dans une solution de sulfate de cuivre, une tige en zinc agit comme le fer.
1- le nom et la formule de l’ion que l’on obtient après une heure d’expérience : l’ion zinc (Zn2+).
2- la transformation chimique subie par la tige de Zinc : Zn → Zn2+ 2 e-.
3- la transformation chimique subie par les ions cuivre II : Cu2+ +2 e- → Cu.
4- l’équation bilan de la réaction entre le zinc et les ions cuivre II : Zn +Cu2+ →Zn2+ +Cu.
EXERCICE 6
La formule des ions contenus dans les solutions suivantes :
1- Solution de sulfate de cuivre II : ions sulfate et ions cuivre II. -
Solution de sulfate de zinc : ions sulfate et ion zinc.
Solution de Sulfate de fer II : ions sulfate et ion fer II.
Solution de nitrate d’argent : ions nitrate et ions argent.
Solution de chlorure d’or (AuCl3) : ions or et ions chlorure.
2- Ions sulfate : SO42, ions cuivre II : Cu2+, ions zinc : Zn2+, ions fer II : Fe2+ions nitrate : NO3-
ions argents : Ag+, ions chlorure: Cl- ions or : Au3+.
EXERCICE 7
Le nitrate d’argent agit sur le fer comme le sulfate de cuivre.
On plonge un clou de fer dans une solution de nitrate d’argent.
1- Les noms des ions présents dans la solution du nitrate d’argent : l’ion nitrate et l’ion
argent.
2- Les formules des ions présents dans la solution du nitrate d’argent : NO3- et Ag+
3- Le nom du corps qui se dépose sur le clou en fer : l’argent.
4- L’équation bilan de la réaction qui se produit entre les ions argent et le fer :
2Ag+ +Fe → 2Ag +Fe2+
EXERCICE 8
On plonge une bague en argent dans une solution de chlorure d’or (AuCl3). La bague jaunit.
1-
1-1 Les noms des ions présents dans la solution du chlorure d’or : ion chlorure et l’ion or.
1-2 Les formules des ions : Cl- et Au3+
2- le nom du corps qui s’est déposé sur la bague en argent : l’or.
3- les transformations qui ont eu lieu au niveau:
3-1- Des ions or : Au3++ 3e- → Au
3-2- Des atomes d’argent : Ag → Ag+ + e-
4- l’équation -bilan de la réaction entre les ions or et le métal argent :
Au3+ + 3Ag → Au + 3Ag+
49
Situations d’évaluation
EXERCICE 9
1- Les observations faites le demain au niveau de :
1-1- La solution du sulfate de cuivre : décoloration de la solution.
1-2- Du bracelet en zinc : dépôt de cuivre sur le bracelet en zinc.
2- Le test qui permet d’identifier l’ion présent dans la solution restante : le test avec l’hydroxyde de
sodium (la soude) donne un précipité blanc d’hydroxyde de zinc : Zn(OH)2
3- Les transformations chimiques :
3-1- Au niveau des ions cuivre II : Cu2+ +2 e- → Cu
3-2- Au niveau des atomes de zinc : Zn → Zn2+ 2 e-
4- L’équation- bilan de la réaction entre les ions cuivre et le métal zinc :
Zn +Cu2+ →Zn2+ +Cu
EXERCICE 10
1- La liste du matériel nécessaire : un électrolyseur, un générateur, des fils conducteurs, une tige
d’argent, un interrupteur, une lampe témoin et la solution de nitrate d’argent.
2- Schéma du montage de l’expérience.
50
2- Schéma du montage de l’expérience
Lingot d’or
Bijou à dorer
3- La nature de l’anode : or
La nature de la cathode : métal à dorer
4- La transformation chimique :
4-1-A l’anode : Au → Au3+ + 3e-
4-2-A la cathode : Au3+ + 3e- → Au
51
LEÇON 12 : TRAITEMENT DE L’EAU
JE M’EXERCE
Exercices d’application/fixation
EXERCICE RÉSOLU 1
Pour chacune des propositions suivantes :
1- La floculation permet d’éliminer les particules en suspension. F
2- L’ajout du sulfate d’aluminium à une eau tamisée permet de la décanter. F
3- La filtration est une méthode d’épuration des bactéries et des virus. V
4- Le dégrillage et le tamisage est une méthode d’élimination des grosses particules dans l’eau. V
EXERCICE 2
Pour les propositions ci-dessous, écris la lettre correspondant à la bonne réponse.
1- Une eau filtrée est :
b- limpide
2- La chloration est :
b- la dernière étape du traitement d’une eau
EXERCICE 3
le nom de deux produits permettant de réaliser :
1- la floculation : le sulfate d’aluminium Al2(SO4) et le sel de fer d’aluminium.
2- la désinfection : l’ozone et le chlore.
EXERCICE 4
La méthode par quelle :
1- on enlève les petites particules en suspension dans l’eau : la filtration.
2- on élimine les bactéries, les virus et les microbes dans une eau : la stérilisation ou désinfection.
Exercices de renforcement/approfondissement
EXERCICE 5
Pour chacune des propositions ci-dessous, écris la lettre V si elle est vraie et F si elle est fausse.
1- L’eau potable contient des paramécies. F
2- la station d’épuration rejette des eaux usées dans la rivière. V
3- Le château d’eau est un réservoir entre la station de traitement et les habitations. V
4- L’eau du château d’eau doit être traitée avant sa consommation. F
EXERCICE 6
1- La méthode dégrillage et de tamisage sert à éliminer les gros débris physiques.
2- La méthode qui peut les remplacer est la filtration.
52
EXERCICE 7
Trois corps qui permettent d’éliminer les odeurs désagréables d’une eau : l’oxygène de l’air, le
chlore et l’ozone.
EXERCICE 8
1-Une eau de surface et une eau souterraine d’une ville peuvent-elles avoir les mêmes types de
polluants ? non
2- Trois polluants présents dans l’eau de surface d’une ville et absents dans celle du sous-sol : les
matières organiques produites par les êtres vivants, les pesticides, les débris solides.
Situations d’évaluation
EXERCICE 9
EXERCICE 10
1- Quatre polluants que peut contenir l’eau du barrage du village :
- Les microorganismes (bactéries, les virus, les parasites).
- Les matières organiques produites par les êtres vivants (excréments, graisses).
- Les substances chimiques (les peintures, les engrais, les pesticides)
- Les agents physiques (les débris insolubles, les matières plastiques, les sachets)
2- Deux conséquences de la consommation de l’eau du barrage :
- Intoxication
- Maladies
3- Les principales étapes de traitement physico-chimiques de cette eau :
La floculation, la décantation, la filtration, la stérilisation et la neutralisation.
EXERCICE 11
1- Définition d’une eau potable. Une eau potable est une eau que l’on peut boire ou utiliser à des
fins domestiques et industrielle sans risque pour la santé.
2-
2-1-le rôle de :
53
2-1-1-La décantation : elle permet d’éliminer les petite particules en suspension et d’obtenir
une solution limpide.
2-1-2-La filtration : elle permet de retenir les dernières petites particules
2-2- Après ces deux étapes, l’eau est limpide.
3- Deux polluants que peut encore contenir l’eau après ces deux étapes : les bactéries et les virus
pathogènes.
4-
4-1-Deux autres étapes importantes après celles-ci : la désinfection (ou stérilisation) et la
neutralisation.
4-2-la désinfection pour éliminer les dernières bactéries et les virus pathogènes par l’utilisation
de l’ozone ou du chlore.
La neutralisation pour ramener le pH de l’eau à la valeur souhaitée par l’action de
l’hydroxyde de calcium.
54
LEÇON 13 : QUALITÉ DE L’EAU
JE M’EXERCE
Exercices d’application/fixation
EXERCICE 1
Une substance responsable de :
1- L’odeur de l’eau : l’ammonium
2- La turbidité de l’eau : le fer
3- La dureté de l’eau : le calcium
EXERCICE 2
EXERCICE 3
Complète le tableau ci-dessous
Nom de l’ion Formule de l’ion réactif Couleur du précipité Nom du précipité
Ion chlorure Cl- Le nitrate Précipité blanc qui Chlorure d’argent
d’argent noircit à la lumière
Ion ferreux Fe2+ Hydroxyde de Précipité verdâtre Hydroxyde de fer
sodium
ion calcium Ca2+ Oxalate de Précipité blanc Oxalate de
sodium calcium
Ion sulfate SO42- chlorure de Précipité blanc Sulfate de
baryum baryum
EXERCICE 4
Voici une liste d’ions que l’on peut retrouver dans une eau. Ion sodium, ion calcium, ion sulfate, ion
potassium, ion cuivre II, ion magnésium.
1- Les formules de ces ions : ion sodium : Na+, ion calcium : Ca2+, ion sulfate : SO42+, ion potassium :
K+, ion cuivre II: Cu2+, ion magnésium : Mg2+.
2- Les formules de ces ions nécessaires au bon fonctionnement de l’organsine humain : ion sodium :
Na+ ion calcium : Ca2+, ion magnésium : Mg2+.
3- Un aliment qui contient chacun de ces ions nécessaires à l’organisme :
- L’ion calcium se trouve dans les produits laitiers ;
- L’ion sodium se trouve dans le sel de cuisine ;
- L’ion magnésium se trouve dans les légumes ou le riz.
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Exercices de renforcement/approfondissement
EXERCICE 5
Sur l’étiquette d’une eau minérale, on lit en mg/L :
Calcium 9,9 bicarbonates 65,3
Magnésium 6,1 chlorures 8,4
Sodium 9,4 Sulfates 6,9
Potassium 5,7 Nitrates 6,3
Résidu sec 109 pH 7
1- Les formules des ions des substances de cette eau : ion calcium : Ca2+ ,ion magnésium : Mg2+ ,
ion sodium : Na2+, ion potassium : K+, ion bicarbonate : HCO3- , ion chlorure : Cl- ion sulfate :SO42-
, ion nitrate : NO3- .
2- Selon les normes OMS, cette eau peut être consommée sans danger car les valeurs (en mg/L)
indiquées dans le tableau sont inférieures aux normes.
1- Cette eau est douce, car sa teneur en calcium (9,9mg/L) est inférieure à 60mg/L et sa teneur en
magnésium (6,1 mg/L) est aussi inférieure à 36 mg/L).
EXERCICE 6
1- Sur l’étiquette d’une eau minérale, on lit en mg/L :
Calcium 549 bicarbonates 383,7
Magnésium 119 chlorures 11
Sodium 14,2 Sulfates 1478
Potassium 132 Nitrates 6,3
1- Les formules des substances de cette eau ion calcium : Ca2+ ,ion magnésium : Mg2+ , ion
sodium : Na2+, ion potassium : K+, ion bicarbonate : HCO3- , ion chlorure : Cl- ,ion sulfate :SO42-
,ion nitrate : NO3- .
2- Les substances dont la teneur ne respecte pas les normes OMS sont : le calcium
549mg/L contre 250mg/L, le magnésium 119mg/L contre 50mg/L, le potassium 132 mg/L
contre 12mg/L, le sulfate 1478 mg/L contre 500mg/L.
3-Les substances de cette eau nécessaires au fonctionnement de l’organisme humain
sont : le calcium, le sodium et le magnésium.
4-Cette eau est très dure car sa teneur en calcium (549mg/L) est très supérieure à
120mg/L et sa teneur en magnésium (119mg/L) est aussi très supérieure à 72mg/L.
EXERCICE 7
Relie par une flèche le nom de chaque ion aux aliments dans lesquels on peut les trouver.
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EXERCICE 8
2- Les ions présents dans cette eau nécessaires au bon fonctionnement de l’organisme humain
sont : ion sodium : Na+, ion fer II :Fe2+, ion magnésium : Mg2+.
3- Les ions de cette eau qui peuvent la rendre trouble s’ils sont en grande quantité sont : le fer et le
manganèse.
4-
4-1-L’ion qui peut être responsable de dureté de cette eau est l’ion magnésium Mg2+.
4-2-La quantité minimale magnésium pour que cette eau soit dure est 36mg/L.
Situations d’évaluation
EXERCICE 9
.
1- Les ions dont la quantité dans cette eau dépasse les normes sont : ions magnésium, ions nitrate,
ions plomb, ions cyanures.
2- Cette eau est une eau dure parce que sa teneur en ions magnésium (.60mg/L) et en ions calcium
(250mg/L) sont supérieures aux valeurs moyennes
3- Les ions présents dans cette eau qui sont à l’origine des maladies des populations sont : les ions
plomb et les ions cyanures.
4-
4-1-Le chrome et le nickel sont deux substances non présentes dans ce tableau et qui peuvent
aussi provoquer des maladies.
4-2-Les ions nécessaires au bon fonctionnement de l’organisme humain et présent dans ce
tableau sont : l’ion calcium, l’ion magnésium, l’ion sodium et l’ion fer II.
EXERCICE 10
1- Une eau dure est une eau qui s’oppose au moussage et dont la teneur en ions calcium (Ca2+) est
supérieure 60mg/L et la teneur en ions magnésium (Mg2+) supérieure à 36mg/L.
2- Les ions responsables de la dureté de l’eau sont : les ions calcium (Ca2+) et les ions magnésium
(Mg2+).
3- Une eau peut être considérer comme une eau très dure lorsque sa teneur en calcium (Ca2+) est
supérieure à 120mg/L et sa teneur en (Mg2+) est supérieure à 72mg/L.
4- Les ions calcium sont présents dans les produits laitiers et le poisson ;
Les ions magnésium sont présents dans les légumes et le riz.
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EXERCICE 11
1-
1-1-trois ions indispensables pour notre organisme : l’ion calcium (Ca2+), lion magnésium (Mg2+) et
l’ion sodium (Na+).
1-2- L’ion calcium se trouve dans le poisson, l’ion magnésium se trouve dans le riz et l’ion sodium
se trouve dans le sel de cuisine.
1-3- L’ion calcium contribue à la construction et à la solidité des os.
L’ion magnésium contribue à l’équilibre physique et permet de réguler le rythme cardiaque.
L’ion sodium intervient dans la contraction des muscles et dans la rétention de l’eau dans le
corps.
2- L’excès de la consommation du sodium dans l’eau provoque l’hypertension artérielle.
3-
3-1-Les ions responsables de dureté de l’eau sont : l’ion calcium (Ca2+) et l’ion magnésium (Mg2+)
3-2- Pour éviter une eau très dure la quantité maximale en calcium doit être 120mg/L et la quantité
maximale en magnésium doit être de 72mg/L.
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