Durée: 2 Heures
Coefficient : 1
CALCULATRICE FOURNIE (personnelle interdite)
L'épreuve de physique de ce concours est un questionnaire à choix multiple qui sera corrigé automatiquement par une machine à lecture optique. Cette épreuve comporte 30 questions, certaines, de numéros consécutifs, sont liées. La liste des questions liées est donnée au début du texte du sujet
Chaque candidat devra choisir au plus 25 questions parmi les 30 proposées.
Il est inutile de répondre à plus de 25 questions: la machine à lecture optique lira les réponses en séquence en partant de la ligne 1, et s'arrêtera de lire lorsqu'elle aura détecté des réponses à 25 questions, quelle que soit la valeur de ces réponses. Chaque question comporte au plus deux réponses exactes.

QUESTIONS LIÉES: [ , 1 [ ] [15,16,17,18,19] [20,21,22,23,24,25] [26,27,28,29,30]

Déterminer la loi de variation de la charge d'un condensateur en fonction du temps .
a)
b)
c)
d)
2. En déduire la valeur maximale de la différence de potentiel (fig. 1).
а)
b)
c)
d)
3. Établir l'expression de la différence de potentiel en fonction du temps.
a)
b)
c)
d)
4. En déduire la valeur maximale de la différence de potentiel .
a)
b)
c)
d)
5.

Le circuit fonctionne maintenant en régime sinusoï dal; l'amplitude de la force électromotrice du générateur idéal de tension est de 20 V . De plus, les bobines sont différentes et en est de même des condensateurs (fig. 2). Indiquer si le circuit laisse passer un courant de pulsation telle que . Répondre à la même question pour la pulsation telle que .
a) Le circuit laisse passer le courant de pulsation
b) Le circuit ne laisse pas passer le courant de pulsation
c) Le circuit laisse passer le courant de pulsation
d) Le circuit ne laisse pas passer le courant de pulsation
6. Montrer qu'il existe une pulsation pour laquelle le circuit ne laisse pas passer le courant (circuit "bouchon").
a)
b)
c)
d)
7. Calculer en kilohertz la fréquence correspondant à la pulsation pour:
.
La comparer aux fréquences et associées respectivement aux pulsations et .
a)
b)
c)
d)
8. Pour , calculer l'amplitude exprimée en milliampère de l'intensité du courant qui circule dans les branches et .
a)
b)
c)
d)
9. Deux charges électriques ponctuelles identiques sont placées respectivement à l'origine et au point du repère plan ( ) (fig. 3). Calculer les composantes et du vecteur champ électrostatique créé au point du plan, de coordonnées et .
a)

b)

c)

d)

10. Indiquer sur quelle droite du plan, est parallèle en tout point à l'axe .

Donner l'expression correspondante de .
a) : droite
b) : droite
c)
d)
11. Une charge électrique ponctuelle de masse et de signe contraire à celui de se déplace sans frottement sur la droite à proximité immédiate de l'axe (lyl « a) sous l'action de la force électrostatique due au champ des deux charges et de son poids. Oy est la verticale ascendante et est l'accélération de la pesanteur supposée uniforme.
On pose . Constater qu'il existe une position d'équilibre et calculer l'ordonnée de .
a)
b)
c)
d)
12. Calculer la période des oscillations qu'effectue la charge ' écartée de sa position d'équilibre.
a)
b)
c)
d)
13. La charge ' est maintenant fixée au point . Calculer l'énergie électrostatique de la famille des trois charges en en et en . origine des potentiels est à l'infini. On rappelle que dans le cas d'une famille de population :

où est le potentiel créé au point où se trouve la charge par les ( ) autres charges de la famille.
a)
b)
c)
d)
14. Donner l'expression de ' en fonction de pour que l'énergie soit nulle.
a)
b)
c)
d)
15. Un cylindre de révolution autour de l'axe a pour rayon et une longueur "infinie" (très grande devant ). Il est parcouru dans la direction et dans le sens de par un courant continu de densité uniforme de courant . Déterminer le vecteur champ magnétique créé par ce courant en un point extérieur au cylindre, situé à la distance de .
et désignent les vecteurs de la base polaire de (fig. 4).

a)
b)
c)
d)
16. Même question lorsque est à l'intérieur du cylindre.
a)
b)
c)
d)
17. Donner une expression vectorielle intrinsèque du vecteur champ calculé dans la question précédente.
a)
b)
c)
d)
18. Un cylindre "de longueur infinie" et de révolution autour de l'axe est creux ; la partie pleine est comprise entre les rayons et . Elle est parcourue dans la direction et dans le sens de par un courant continu de densité uniforme de courant (fig. 5).

Déterminer les vecteurs champs et au point à la distance de , lorsqu'on a respectivement et .
a)
b)
c)
d)

Un objet perpendiculaire à l'axe est disposé de telle sorte que . Soit son image après traversée de et réflexion sur . Calculer , en fonction de .
a)
b)
c)
d)
21. Soit l'image définitive de après retraversée de la lentille L . Calculer en fonction de .
a)
b)
c)
d)
22. Trouver la condition à laquelle satisfait lorsqu'il correspond à deux points de l'axe, dits points de Bravais, pour lesquels l'image est dans le même plan que l'objet .
a)
b)
c)
d)
23. En déduire les valeurs numériques et de qui satisfont à cette condition, sachant que .
а)
b)
c)
d)
24. Déterminer en fonction de , dans le cas d'une position quelconque de l'objet , le grandissement transversal du système.
a)
b)
c)
d)
25. Calculer les valeurs numériques et du grandissement transversal correspondant respectivement aux abscisses et des points de Bravais.
a)
b)
c)
d)
26. Par rapport au référentiel , un mobile "ponctuel" a pour coordonnées à la date t : où et sont deux constantes positives.

Etablir l'équation du plan passant par l'origine des coordonnées et contenant la trajectoire de .
a)
b)
c)
d)
27. Déterminer le rayon de la surface de la sphère de centre sur laquelle est inscrite la trajectoire de .
a)
b)
c)
d)
28. Calculer la norme du vecteur vitesse de .
a)
b)
c)
d)
29. Calculer le temps mis par pour décrire complètement une fois sa trajectoire.
a)
b)
c)
d)
30. Indiquer dans ces conditions le type de mouvement qu'effectue .
a) circulaire sinusoï dal
b) circulaire uniforme
c) elliptique uniforme
d) elliptique sinusoï dal