Plan de cours - Electricite et magetisme
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PLAN DE COURS ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME oN du cours : 203-NYB-05 ENSEIGNANT Luc Tremblay SESSION - ANNÉE Hiver 2011 PROGRAMME Sciences de la nature BUREAU oN 305 TÉLÉPHONE 683-2104 poste 3305 SITE WEB http://www.college-merici.qc.ca/professeurs/luc-tremblay/Physique.html Signature de l’enseignant Signature de la direction des études DATE : PLAN DE COURS - ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME Présentation du cours Le cours d’électricité et magnétisme est le seul cours du programme qui évalue la compétence : Analyser différentes situations et phénomènes physiques à partir des lois fondamentales de l'électricité et du magnétisme. Pour y arriver, nous étudions dans ce cours différents aspects de l’électricité et du magnétisme : le force électrique, le champ électrique, le potentiel électrique, les condensateurs, le courant électrique, la force magnétique, le champ magnétique, l’induction électromagnétique, les courants alternatifs et les équation de Maxwell. On vérifie également quelques lois de façon expérimentale. Il y a 75 heures de cours durant la session. C’est un cours dont la pondération est 3-2-3. C’est-à-dire qu’il y a trois heures de théorie, deux heures de laboratoire et trois heures de travail personnel par semaine. Le cours de mécanique (203-NYA-05) est un préalable relatif pour ce cours. Profil de sortie Performance finale attendue À la fin de ce cours, l’étudiant ...
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PL
ÉLECTR
ENSEIGNANT
Luc Tremblay
SESSION - ANNÉE
Hiver 2011
PROGRAMME
Sciences de la nature
BUREAU
N
o
305
TÉLÉPHONE
683-2104 poste 3305
SITE WEB
http://www.college-merici.qc.c
Signature de l’enseignant
LAN DE COURS
RICITÉ ET MAGNÉTISME
N
o
du cours : 203-NYB-05
ca/professeurs/luc-tremblay/Physique.html
Signature de la direction des é
DATE :
études
PLAN DE COURS - ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
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Présentation du cours
Le cours d’électricité et magnétisme est le seul cours du programme qui évalue la
compétence :
Analyser différentes situations et phénomènes physiques à partir des
lois fondamentales de l'électricité et du magnétisme.
Pour y arriver, nous étudions dans ce cours différents aspects de l’électricité et du
magnétisme
: le force électrique, le champ électrique, le potentiel électrique, les
condensateurs, le courant électrique, la force magnétique, le champ magnétique,
l’induction électromagnétique, les courants alternatifs et les équation de Maxwell. On
vérifie également quelques lois de façon expérimentale.
Il y a 75 heures de cours durant la session. C’est un cours dont la pondération est 3-2-
3. C’est-à-dire qu’il y a trois heures de théorie, deux heures de laboratoire et trois
heures de travail personnel par semaine.
Le cours de mécanique (203-NYA-05) est un préalable relatif pour ce cours.
Profil de sortie
Performance finale attendue
À la fin de ce cours, l’étudiant devra être capable de résoudre des problèmes écrits et
prévoir le comportement de systèmes physiques.
But du programme
Le programme de science de la nature a comme finalité de donner à l’étudiant ou à
l’étudiante une formation équilibrée, intégrant les composantes de base d’une formation
scientifique et d’une formation générale rigoureuses, et en les rendant aptes à
poursuivre des études universitaires en sciences pures, en sciences appliquées ou en
sciences de la santé.
Cette finalité est appuyée par des buts généraux que chaque cours du programme vise
à développer. Les buts suivants seront particulièrement visés dans le cours d’électricité
et magnétisme :
•
appliquer la démarche scientifique;
PLAN DE COURS - ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
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•
résoudre des problèmes de façon systématique;
•
utiliser des technologies appropriées de traitement de l'information;
•
raisonner avec rigueur;
•
communiquer de façon claire et précise;
•
apprendre de façon autonome;
•
travailler en équipe;
•
établir des liens entre la science, la technologie et l'évolution de la société;
•
situer le contexte d'émergence et de développement des concepts
scientifiques;
•
adopter des attitudes utiles au travail scientifique;
•
traiter de situations nouvelles à partir de ses acquis.
Détails du Contenu
Section 1: L'électrostatique (Semaines 1 à 5)
Éléments de compétence : Analyser les situations physiques reliées aux charges
électriques au repos et au courant électrique et Appliquer les lois de l'électricité et du
magnétisme
.
Chapitre 1: Électrostatique
Chapitre 2: Le champ électrique
Sauf les sections 2.7 et 2.8
Chapitre 3: Le théorème de Gauss
Chapitre 4: Le potentiel électrique
Chapitre 5: Condensateurs et diélectriques
Sauf les sections 5.4 et 5.7
Section 2: Le courant continu (Semaines 6 à 8)
Éléments de compétence : Analyser les situations physiques reliées aux charges
électriques au repos et au courant électrique et Appliquer les lois de l'électricité et du
magnétisme
Chapitre 6: Courant et résistance
Sauf la section 6.4
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Chapitre 7: Les circuits à courant continu
Sauf la section 7.6
Section 3: Le magnétisme (Semaines 9 à 11)
Éléments de compétence : Analyser les situations physiques reliées au magnétisme et à
l'induction magnétique et Appliquer les lois de l'électricité et du magnétisme
Chapitre 8: Le champ magnétique.
Sauf les sections 8.4, 8.7 et 8.9
Chapitre 9: Les sources de champ magnétique.
Section 4: L’électromagnétisme (Semaines 12 à 15)
Éléments de compétence : Analyser les situations physiques reliées au magnétisme et à
l'induction magnétique et Appliquer les lois de l'électricité et du magnétisme
Chapitre 10: L’induction électromagnétique.
Chapitre 11: L’inductance.
Sauf la section 11.5
Chapitre 12: Les circuits alimentés en courant alternatif.
Sauf la section 12.5
Chapitre 13: Les équations de Maxwell ; les ondes électromagnétiques.
Sauf les sections 13.6 et 13.8
Laboratoire
Élément de compétence : Vérifier expérimentalement quelques lois de l'électricité et du
magnétisme
La présence aux laboratoires est obligatoire. En cas d'absence non justifiée au
laboratoire, un étudiant se verra attribuer la note zéro pour toutes évaluations qui auront
été exécutées durant son absence. En cas d'absence justifiée, l'étudiant reprendra
l'activité en question dans un délai raisonnable afin de compléter son évaluation.
Un
étudiant qui aura été absent à 2 séances de laboratoire ou plus sur les sept prévues
sera automatiquement en échec.
Après une absence injustifiée à 1 séance de
laboratoire, l’enseignant en informe la direction des études. La direction avise alors
l’élève, par écrit, des conséquences possibles de ses absences.
Les expériences se font en équipe de 2 personnes. Un cahier de laboratoire sera donné
au premier cours.
PLAN DE COURS - ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
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Les quelques périodes restantes seront utilisées comme périodes d’exercices ou de
physique conceptuelle.
Évaluation formative
Une série d’exercices du livre est proposée à l’étudiant. La liste des exercices proposés
est donnée dès le premier cours. Les solutions complètes de ces exercices sont
disponibles à la bibliothèque.
L’étudiant peut obtenir à n’importe quel moment de l’année tous les examens des
années précédentes pour s’évaluer.
Évaluation sommative
Évaluations non incluses dans l’épreuve d’évaluation de la compétence
(50% de la note finale)
5 Rapports de laboratoire (10% de la note finale)
2 Examens (20 % de la note finale chacun)
Dates approximatives : 6
me
semaine, 11
me
semaine
Une feuille (format lettre) écrite à la main sera permise lors des examens
Évaluations incluses dans l’épreuve d’évaluation de la compétence (50%
de la note finale)
1 Examen (40 % de la note finale)
Dates approximatives : semaine d’examens
Trois feuilles (format lettre) écrites à la main seront permises lors de
l’examen.
1 Rapport de laboratoire (10 % de la note finale)
La réussite de l’épreuve d’évaluation de la compétence (composée de l’examen final et
du dernier rapport de laboratoire), fixée à 60 %, est obligatoire pour la réussite du
cours. L’élève qui échoue l’épreuve d’évaluation de la compétence obtient comme note
finale du cours la note qu’il a obtenue à l’épreuve d’évaluation.
PLAN DE COURS - ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
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L’élève qui obtient la note de passage à l’épreuve d’évaluation de la compétence passe
le cours.
Les dates des examens sont approximatives. L’étudiant est responsable de connaitre la
date de l’examen une fois qu’elle aura été annoncée au cours de la session.
Reprise de l’évaluation finale
En cas d’échec à l’évaluation finale, l’étudiant peut reprendre son évaluation finale
quelques jours après la correction de cette dernière. Si l’étudiant obtient une note
suffisante à cette reprise, il aura au maximum 60% comme note finale du cours.
Bilan des apprentissages
L’étudiant pourra vérifier son bilan des apprentissages (attitude et note accumulée
jusqu’à ce moment) à n’importe quel moment de la session, soit en utilisant omnixox,
soit en le demandant au professeur.
Autres Politiques
L'étudiant pourra perdre jusqu'à 20% des points pour les fautes de français.
Aucun retard ne sera permis pour la remise des devoirs et des laboratoires. Tout retard
occasionnera une pénalité de 25% par jour.
Disponibilité du Professeur
L’horaire de disponibilité du professeur sera affiché sur le babillard à coté de la porte du
bureau du professeur.
Bibliographie
Livre obligatoire
Électricité et magnétisme 4
e
édition, H. Benson, ERPI, Saint-Laurent, 2009,
536 pages
PLAN DE COURS - ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
7
Énoncé de la compétence
Analyser différentes situations et phénomènes physiques à partir des lois
fondamentales de l'électricité et du magnétisme.
Pondération
:
3-2-3 3
Numéro de la compétence : OOUS
Performance finale attendue
Résolution de problèmes écrits et prévision du comportement de systèmes
physiques
Éléments de la compétence
Critères de performance
Activités d’apprentissage
Calendrier
♦
Analyser les situations physiques
reliées aux charges électriques
au
repos
et
au
courant
électrique.
♦
Analyser les situations physiques
reliées au magnétisme et à
l'induction magnétique.
♦
Appliquer les lois de l'électricité et
du magnétisme.
♦
Utilisation appropriée des concepts,
des lois et des principes.
♦
Schématisation
adéquate
des
situations physiques.
♦
Représentation graphique adaptée à
la nature des phénomènes.
♦
Justification des étapes retenues pour
l'analyse des situations.
♦
Application rigoureuse des lois de
l'électricité et du magnétisme.
♦
Jugement critique des résultats.
♦
Interprétation
des
limites
des
modèles.
♦
Résolution d’exercices du livre.
♦
Résolution
de
questions
et
problèmes d’examens des années
précédentes.
L’électrostatique
Semaines 1 à 5
Le courant continu
Semaines 6 à 8
Le magnétisme
Semaines 9 à 11
L’électromagnétisme
Semaines 12 à 15
PLAN DE COURS - ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
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Éléments de la compétence
Critères de performance
Activités d’apprentissage
Calendrier
♦
Vérifier
expérimentalement
quelques lois de l'électricité et du
magnétisme.
♦
Expérimentation minutieuse.
♦
Rédaction de rapports de laboratoire
selon les normes établies.
♦
Utilisation appropriée des instruments
de mesure.
♦
Interprétation
des
limites
des
modèles.
♦
Réalisation d’expériences (présence
obligatoire)
♦
Rédaction
de
rapports
de
laboratoire.
Ces laboratoires seront :
1- Les champs électriques
2- La loi d'Ohm
3- Les lois de Kirchhoff
4- Les condensateurs
5- L'induction électromagnétique
6- Les circuits RLC
Semaine 2
Semaine 3
Semaine 5
Semaine 7
Semaine 9
Semaine 11
