Plan de cours - Electricite et magetisme

Ltremblay

Description

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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• Langue: Français

Extrait

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

2

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

3

•

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

PLAN DE COURS - ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME

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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

5

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

6

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