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Sciences physiques - 4e secondaire - Proposition d'activité pédagogique

Phénomènes électriques (Module 2, Sciences physiques 416-430)

Questionnaire sur les circuits électriques

Ressource Internet

Planche à neige et circuits électriques!

Objectifs du programme

Objectif terminal 3
Analyser les variables caractéristiques de diverses associations d'éléments de circuits électriques utilisés lors de ses travaux scientifiques.
Objectif intermédiaire 3.13
Expliquer, à l'aide de modèles analogiques, la nature de la différence de potentiel électrique dans des circuits.

Activité pédagogique

Description du site

La planche à neige est un sport en vogue chez les adolescents. Que diriez-vous alors de leur faire découvrir les circuits électriques en leur parlant de ce sport d'hiver? Ce site présente une vulgarisation intéressante des circuits électriques.

Mise en situation

L'enseignant demande aux élèves de lire le texte Planche à neige et circuits électriques! Par la suite, il leur distribue le questionnaire qui suit. Les élèves utilisent le modèle analogique proposé dans le texte pour justifier leurs réponses.


Questionnaire

Les rudiments d'un circuit électrique

1. Quels sont les constituants de base d'un circuit électrique?


2. Qu'est-ce qui se déplace (qui est en mouvement) dans les fils d'un circuit électrique?


3. Utilise l'analogie de la planche à neige et réponds à ces questions:

Qu'est-ce que le courant électrique?


Qu'est-ce que la tension électrique?


Qu'est-ce que la résistance électrique?


4. Comment appelle-t-on l'instrument qui sert à mesurer:
le courant électrique?

la différence de potentiel?

la résistance?


5. Que représente un débit d'électrons?


6. Quelle montagne générera la plus grande différence de potentiel?




7. Quelle est l'unité conventionnelle:
du courant électrique?
de la tension?
de la résistance?


8. Si tu mesures une tension nulle entre deux points du circuit, que peux-tu affirmer au sujet du déplacement des électrons dans le circuit?


Pourquoi en est-il ainsi?


9. Comme la température extérieure a une influence sur la qualité d'une piste de planche à neige, penses-tu que la température des composantes d'un circuit électrique a une influence sur la qualité du déplacement des électrons?


10. Quel rôle joue la source de courant (une pile par exemple) dans un circuit électrique? Autrement dit, quelle influence a-t-elle sur les électrons?


11. Tu as une petite pile ronde devant toi sur laquelle est inscrit 1,5 V.

Que signifie ce nombre?


12. Quel est l'effet d'une grande quantité d'obstacles sur la vitesse des planchistes dans une descente en planche à neige?


13. Dans une pente, est-ce possible qu'un planchiste change soudainement de direction et qu'il «glisse» jusqu'en haut de la montagne? Explique pourquoi.


14. Cela dit, est-il possible qu'un électron se déplace dans le sens contraire des autres électrons dans un circuit électrique?


15. Quel est l'effet d'une résistance élevée sur le mouvement des électrons dans un circuit électrique?


Circuits montés en série et en parallèle


16. Comment sont reliés les éléments dans un circuit monté en série?


17. Dans une piste unique, quel effet aurait un «bouchon de circulation» sur les planchistes?


18. Si on coupe un fil dans un circuit monté en série, le courant continuera-t-il de circuler dans celui-ci?


19. Un copain et toi descendez dans une piste à deux embranchements. À la jonction, vous vous séparez. Un peu plus loin, ton copain tombe dans la piste. Cette chute aura-t-elle une influence sur ta descente? Explique ta réponse.


20. Dans un circuit monté en parallèle, si on coupe une branche du circuit, le courant circulera-t-il dans les autres branches?


21. Selon toi, dans un circuit monté en parallèle, le courant est-il le même partout?

Qu'en est-il pour un circuit monté en série?


22. Dans un circuit monté en série, la différence de potentiel entre deux points est-elle la même partout dans le circuit?


23. Tu regardes deux pistes indépendantes l'une de l'autre. Dans la première, il y a beaucoup d'obstacles et la dénivellation entre deux points est très grande. Dans la seconde piste, il y a très peu d'obstacles et la dénivellation entre deux points est très faible. Peut-on dire que ces deux pistes ont le même effet sur le débit des planchistes? Pourquoi?


24. Selon toi, dans un circuit à deux branches montées en parallèle, les tensions mesurées dans chaque branche sont-elles égales?


25. Dans un circuit monté en série, la résistance a-t-elle une influence sur la différence de potentiel?


26. Selon toi, existe-t-il des circuits montés à la fois en série et en parallèle?


27. Dans le texte que tu viens de lire, l'auteur a utilisé le modèle analogique de la planche à neige pour te présenter les circuits électriques. Saurais-tu imaginer un autre modèle? Quel est-il?


28. Complète le tableau.

Élément du circuit Analogie utilisée
Circuit électrique Station de ski                           
Pile  
Électron  
Courant électrique  
Potentiel électrique  
Différence de potentiel (tension)  
Résistance électrique  
Circuit en série  
Circuit en parallèle  

 

Réinvestissement

L'enseignant pourrait utiliser le texte et le questionnaire proposés lors de la révision de fin d'année.

Commentaires

En débutant l'objectif terminal 3 par ce questionnaire, il est fort possible que les élèves aient de la difficulté à répondre à certaines questions, surtout en ce qui a trait aux circuits en série et en parallèle. L'enseignant pourrait repasser ce questionnaire aux élèves à la fin de l'objectif terminal 4. Ainsi, l'élève pourrait véritablement s'assurer de bien maîtriser les concepts de base des circuits électriques avant de passer à un autre objectif.
Les analogies utilisées dans le texte Planche à neige et circuits électriques! sont disponibles en cliquant ici.

Question no 27: Modèles analogiques conçus par les classes d'Annette Latour-Briand et réalisés par les classes de René Bouchard      Analogies de la Classe I - Analogies de la Classe II     À voir!


Proposition de Christian Lachapelle, enseignant en sciences



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Page mise à jour : le 16 janvier 2002