Modèle de concours d'accès en 1re année du cycle d'ingénieurs d'État (titulaires du DEUG ou équivalent) — Institut National des Postes et Télécommunications (INPT) — session du 15 juillet 2017 — épreuve de physique

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CONCOURS D’ACCES EN PREMIERE ANNEE DU
CYCLE D’INGENIEURS D'ETAT DE L’INPT
Epreuve de Physique
DUREE : 1H30
Date : 15 Juillet 2017
ANNEE UNIVERSITAIRE 2017-2018
L'utilisation de tout appareil de communication à distance ou d'aide mémoire numérique
{téléphone mobile, messagerie, agenda numérique, calculatrice ….) est strictement interdite,

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Epreuve de Physique
-=- À LIRE TRES ATTENTIVEMENT -=-
1. Cette épreuve de Physique est un questionnaire à choix multiptes (QCM).
2. Les réponses doivent être transcrites sur la grille-répanses réservée à cet effet, vous devez
utiliser un stylo bille ou une pointe feutre de couleur bleue ou noire.
3. Une bonne réponse vaut +2 pts, une mauvaise réponse -1 pt et sans réponse 0 pt
4, Vous ne transcrivez vos réponses sur la grille-réponses qu'après avoir bien relu soigneusement et
être sûr de votre réponse,
5. Cette épreuve comporte 4 parties : les questions de la 1** partie de 1 à 5 sont liées, Les questions
de la 2° partie de 6 à 13 sont liées, pour la 3°” partle les questions de 14 à 16 sont liées et pour
la partie 4 les questions 17 à 20 sont liées.
6. Chaque ligne de la grille correspond à une question et comporte 5 cases a, ‏رت‎ c, d, e. Pour
chaque question, vous avez 4 possibilités :
- Si vous décidez de ne pos traiter cette question, vous ne devez cocher aucune case
- Si vous jugez que la question comporte une seule réponse, vous devez noircir l'une des
coses a, b,c,d
- Si vous jugez que la question comporte deux réponses exactes, vous devez noircir deux
cases a, b, c, d'et deux uniquement.
- Si vous jugez qu'aucune des réponses proposées a, b, c, d n'est exacte, vous devez
noircir la case e.
7. Toute réponse fausse entraîne pour La question correspondante une pénalité dans la note.
EXEMPLES DE REPONSES :
Question 1 : 1+2vaut: 2)1 b)2 ‏لان‎ 4
Question 2 : {-2)"(-3) vaut : 2)-3 b)12 c}-9 d)0
Question 3 : Une racine de x/-1est: ‏1زم‎ b)O c)1 d)2
Vous morquerez sur lo Grille-Réponses
a b ‏ع‎ d e
Question! [] 0 LI [=] O
Question  [ O Ü 0 =
Questions M [a = 0 O
8. ١١ est interdit aux candidats de signer leur cople ou d'y mettre un signe quelconque pouvant
indiquer la provenance de la copie.
9. Vous n'êtes pas autorisé à quitter la salle avant que les 25 % de la durée totale de l'épreuve se
solent écoulés.
10. Vous devez obligatoirement émarger la {iste de présence et rendre une copie (même blanche)
avant de quitter la salle.

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Questions 668.
]1.2,3,4.5[ 18,7,8,9,10.11,12, 13[ [14,15,16] [17,18,19,20]
4. Un “pont d'impédance” est alimenté en régime sinusofdal par un générateur de tension de force
électromotrice ‏لأ‎ = E coslut } et d'impédance interne négligeable (figure 1).
La branche CD a une impédance négligeable. R est une résistance et n un nombre entier.
CL SS Es
NS T 2
1 cl 3
E
Calculer la force électromatrice Ex du générateur de Thévenin équivalent au dipôle de bornes © et D,
obtenu en enlevant la branche CD, en fonction de n, des impédances complexes Z, el Z, et de
l'amplitude complexe E de ‏لاي‎ (figure 2).
3 -)+ 12 ‏تح‎ <2
DEn= ue Ê DS En = Goxmm +
2: - ‏هد‎ Z-{(n+1)2;
D Enr E 4) En = ‏و شتية‎
— 2 272
2 Calculer Nr interne Za du générateur de Thévenin on fonction de Z:, Z:, R et n.
خش مرجم حيو ره 24+ = ‎Zn‏ )9
خف - تفط حون د + ‎Zn = (n+ DR‏ )€
3. La branche AC est constituée par un condensateur de capacité C, en série avec une résistance Ri.
La branche HC est constituée par un condensateur de capacité 0: en parallèle avec une résisinnce Rs,
Déterminer la valeur ‏ره‎ de la pulsation ‏ت‎ et La relation qui lie les ruppons Ry/R;, ‏يعار‎ à n lorsque le pont
(figure 1) est en équilibre (c'est-à-dire lorsque le courant est nul dans le branche CD)
chan? = dJwo? =
a) ‏ون‎ = b) wo?
1
—— =——, ‏قلق‎ Les
nCiCaR By n3 R;R1C:C2 (a+ RTS CA RiR2C1C2 —
4. Déterminer ‏ما‎ relation qui lie les rapports R/R;, Ci/C; à n lorsque le pont (figure 1) est en équilibre
(c'esi-à-dire lorsque le courant est nul dans le branche CD).
R,C ‏يد‎ GC
= 4,9 = 5 ‏تان‎ = à a
27 5: + 2 ‏نر‎ + à cjn= 8 + d)n=2+ 2
‎OneC;=12C,;"01pF,R,= 500 2404‏ 5 ا
‎fréquence N, à l'équilibre du pont, exprimée en kHz‏ ما ‎Calculer‏
‎kHz D) Ne = 120 kHz €) No = 60 kHz d) No = 10kHz‏ 12,74 ملا ‎a)‏
‎Nots. L'équilibraga du pont permet donc la mesure de la fréquence correspondante
Le dispositif est utilisé comme fréquancemétre

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6. Un fil nigide très fin et illimité (1) est disposé dans le vide selon l'axe Oz du repère ‏ج‎ : (O,u,.u,.u,). Il
est chargé umformément avec la densité linéique À, > 0. Établir
l'expression du champ électrostatique E(M) créé en un point M situé à la 7
distance ‏م‎ du fil. La base cylindro-polaire de Mestu,.u,, ‏يلا‎ 0 7
A 1 Fi 7: à
a)E(M) = Ps Fes P Up © ECM) = ‏ا‎ 9 >
/ 7
OE(M)= ‏عا سن د ماج‎
7. Un fil illimité (2) comme le M )١( est chargé uniformément avec la densité linéique À, > 0. 1١ est disposé
dans le plan yOz parallèlement 4 l'axe Oz et 4 la distance ‏عل ل‎ celui- ci, comme l'indique la figure 3. Calculer la
résultante “ des forces qu'exercent les ee les charges du fil (1) sur l'unité de longueur du fil (2).
a)f= du bh= 4 uy
Fr fto
&
É@n-iu - ‏دراه‎
8. Le fil (2) est maintenant disposé perpendiculairement au fil (1), dans le plan xOy, parallèlement à Ox,
À la distance d de celui-ci, comme l'indique la figure 4. Calculer ‏ما‎ résultante F', des forces
qu'exercent les charges du fl (1) sur le segment AB du fil (2). A et B sont symétriques par rapport à l'axe
Oy et situés à la distance h/2 de celui-<i.
Si M est le point courant de AB, il est commode d'utiliser ‏ها‎
‎variable 0 - (u,.AB).
han
o)Fe= La 3% bFe=- Es F5"
du 0
علا ‎rs arctan e)‏حاف
9. En déduire ‏ما‎ résultante F”', des forces qu'exercent les charges du fil (1) sur ke fil (2) illimité. Dans les deux
cas envisagés - questions 7 et 8 - les fils chargés s'attirent-ils ou se repoussent-ils ?
D F, ‏صما‎ bFe = ‏ولا‎ C)ilyaatraction. d) 11 y a répulsion.
10. Dans ce qui suit les fils (l)et 8 ne sont plus maintenant chargés mais parcourus par des courants
continus d'intensités respectives 1 ©.
Le courant dans le fil (1) circule dans le sens des 2 > 0. Établir l'expression du champ magnétique B(M)
créé en un point M situé ‏ة‎ la distance pdu fil.
4 hi
oB(M)= lu, b)B(M)= ‏ملام كك‎ c)B(M)= Min, d) B(M)= ‏ملم حق‎
11. Calculer la résultante f,, des forces qu'exerce le courant du fil (1) sur l'unité de longueur du fil (2), lorsque
les deux fils sont disposés parallèlement comme sur ‏ما‎ figure à et que les deux courants circulent dans le même sens.
di 1 ‏لاملا‎ à Wolf:
اق ما حب - مزره ‎Cf -2 Eu,‏ حرم ‎ont,‏
12.Calculer ‏ما‎ résultante F'. des forces qu'exerce le courant du fil (1) sur une longueur AB = h du fil (2) lorsque
les deux fils sont disposés perpondiculairement comme sur la figure 4 et que lc courant dans le fil (2) circule dans
le sens des x > 0,
‏محم( ل لله مج‎
‏اسن دا ا‎ )
‏دم اق‎ mis mn y d)F.= tie ! 2 aresin (À ) u,
E rez ‏بنط‎
TT

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13. En déduire ‏ذا‎ résultante F".. des forces qu'exerce le courant du 61 (1) sur le fil (2) illimité.
Quandau total les forces magnétiques ne sont pas nulles, les fils (1) et (2) s'antirent-ils ou se repoussent-
ils lorsqu'ils sont parcourus par les courants ?
‎b)Fr".=0 C) Il y a attraction. dj) Il y a répulsion.‏ + حجان
‎44. Un amplificateur opérationnel idéal fonctionne en régime sinusofdal avec le montage représenté
sur ‏ها‎ figure 5. Le montage est constitué de résistance R, et de capacité C et ©.
‎Établir l'expression de ‏ما‎ transmittance T{jo) en fonction de la pulsation « et des caractéristiques du circuit
‎1 1
‎a) TUw) = 14R2€Ca7 4/86 b) TU) 5 1+R2CZw2+/RCo
- 1 . 1
€) TUw) = 1-R2CC'a1+2jRCes d) TUw) = 1-R2CC'u+2/RCu
‎15. Déterminer la relation entre © et C’ pour que :[7 (jw)| =
‎a)}2C'=C ‏عفرن‎ c)C'=3C d)C=3C"
16. Donner l'expression de
1 1 1 7
‏حو (ط ع سه‎ 7e © ‏جو‎ x ‏ع ج وه لك‎
‎17. Un électron de charge ‏و‎ = -٠,6.10: ‏ع"‎ et de masse m= 9,1.10 ‏بيطا‎
‎assimilé à un point matériel M, évolue dans le référentiel du laboratoire R
‎supposé galiléen et muni d'un repère cartésien (O,er,ey,e:), sous l'action
‎d'un champ électrique E = E.es et d'un champ magnétique B = Bey
‎tous deux uniformes ct stationnaires.
‎On désigne par x, y et z les coordonnées cantésiennes de M dans R, et
‎par vo= voes la vitesse initiale de M telle que vo= 500 km.s”'. On
‎place en 20 = 10 cm un écran d'observation E parallèle au plan
‎(Qe,ts), destiné à intorcepter M.
‎Dans le cas où H = Oct E < 10 V.m'!, déterminer l'abscisse xe de M sur ‏ع‎
‎a) x 7,2 mm D) x = 3,5 mm C) xe=-3,5 cm d) xe= 7 cm
‎48. Dans le cas particulier où E » 0 et B = 10% T, la trajectoire de M est un cercle de rayon R.
Calculer R.
a) R=109cm Db)R=138em ‏لي ساك لب ال ساك‎
‎19. La trajectoire de l'électron est porté par le cercle de centre C(R,0), la particule entrera en contact avec
l'écran à l'abscisse x. Que vaut alors l'abscisse ‏سند‎ de M sur ‏ع‎ ?
8) xm « 1,8 cm b) xm= 3,8 cm C) xe = 4,3 cm d) ‏كسار‎ -6,6 CM
‎20. En supposant E = 1 kV.m'!, déterminer B afin que le mouvement de M soit rectiligne et uniforme.
8)B=2Tb)B=2mTc}B=-4 mT d) B =-200 ‏تم‎