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CAHIER DE L’ADULTESITUATION D’ÉVALUATION EN AIDE À L’APPRENTISSAGE

Partie théorique : Évaluation des compétences 2 et 3 et évaluation explicite des connaissances

Version C

LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE

SCT-4061-2

Durée : 150 minutes

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Section 1 : Évaluation des compétences

Mise en situation 1

On doit absolument construire une nouvelle centrale productr ice d’électricité au

Québec à la suite de la mise hors service d’un barrage hydroélectrique devenu

ineff icace. Le gouvernement hésite entre trois choix   : une centrale nucléaire, une

centrale hydroélectr ique ou un parc éol ien. Ces instal lat ions produiraient toutes la

même quanti té d’énergie.

En tant que citoyen québécois engagé, vous vous donnez comme mandat de rédiger

un court message de la forme de votre choix (texte, tableau, schéma, etc.) à votre

député dans lequel vous prenez posit ion sur la nouvelle centrale à construire. Vous

espérez ainsi que le gouvernement fera le bon choix, votre choix!

1. Dans votre message, vous devez  :

- spécif ier quel le est la source d’énergie de chacune des trois centrales,

- expl iquer le fonctionnement de chacune des trois centrales,

- nommer deux avantages et deux inconvénients de chacune des trois centrales,

- just i f ier votre choix de centrale en vous basant sur les éléments ci-haut et sur

vos connaissances.

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Mise en situation 2

Vous avez acheté un ensemble jouet de biologie dans un magasin à grande surface.

Vous décidez de faire l ’analyse technologique du circui t électr ique pour en vérif ier le

fonctionnement.

Voir l ’annexe 1 pour le détai l des composants du circui t électr ique du microscope.

2. a) Justi f iez l ’ut i l isat ion d’une diode électroluminescente (DEL) dans le circuit

électr ique du microscope en tenant compte des avantages et des désavantages de

cette technologie.

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b) Pour chaque composante du circui t électr ique, identi f iez sa fonct ion électr ique dans le circui t (voir l ’ image du microscope en annexe, au besoin).

Fi l   : ______________________________________

Interrupteur   : ______________________________________

Piles : ______________________________________

DEL : ______________________________________

c) Décrivez les transformations d’énergie dans le circuit électrique durant le fonctionnement (voir l ’ image du microscope en annexe, au besoin).

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Lors de son uti l isation, vous constatez que la luminosité du système est trop

faible.

d) Concevez un nouveau schéma électrique de manière à augmenter la

luminosité du système.

Par contre, la fonct ion globale du système électrique reste inchangée, c’est-à-

dire d’éclairer la lamel le à observer.

En plus du matériel déjà sur le microscope, vous disposez du matériel suivant   :

quatre pi les AA de 1,5 V, des supports à pi les AA double ou quadruple, un

nombre i l l imité de résistances de toutes les valeurs possibles et un nombre

i l l imité de DEL 3 V (20 mA) identiques à celle sur le système actuel.

Nouveau schéma électrique  :

e) Calculer la puissance totale théorique de votre circuit électr ique nouvellement conçu.

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Section 2 : Évaluation explicite des connaissances

1. a) Nommez le pr incipe scienti f ique impliqué dans le fonct ionnement d’un haut-parleur.

2. b) Comment pourriez-vous produire un son «  plus fort  » en modif iant uniquement le haut-parleur? Nommez un moyen.

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3. Expl iquez à un de vos col lègues de classe de 3 e secondaire le phénomène des marées. Votre réponse doit ut i l iser le langage propre à la science et à la technologie et être suff isamment simple pour que vos col lègues comprennent.

4. L’électron, le proton et le neutron sont des composants du modèle atomique simplif ié. Nommez deux caractérist iques pour chacun.

Électron :

Proton :

Neutron :

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5. Vous analysez dif férents apparei ls électr iques pour déterminer celui qui a le meil leur rendement énergét ique.

Vous constatez lors d’un test qu’un de ces appareils consomme 680  000 J d’énergie et qu’ i l perd 217 000 J en même temps.

Quel est le rendement de cet apparei l?

a) 31,9 % b) 46,9 % c) 68,1 % d) 75,8 %

6. On vous remet quatre sphères électrisées. Vous savez que la sphère 1 est chargée posit ivement.

Les schémas ci-dessous i l lustrent le comportement de ces sphères lorsqu’el les sont suspendues l ’une près de l ’autre.

Lequel des schémas suivants indique correctement la charge des sphères 3 et 4 ainsi que leur comportement lorsqu’el les sont suspendues l ’une près de l ’autre?

A ) B)

C) D)

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Sphère 3

(-)

Sphère 3

(+)

Sphère 4

(-)

Sphère 4

(+)

Sphère 3

(-)

Sphère 4

(-)

Sphère 3

(+)

Sphère 4

(+)

Sphère 1 Sphère 2 Sphère 2 Sphère 3 Sphère 3 Sphère 4

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7. Les schémas ci-dessous i l lustrent un f i l droit parcouru par un courant électrique traversant une surface sur laquel le est posée une boussole.

Laquelle des boussoles i l lustrées ci-dessous présente une aiguil le orientée dans la direct ion du champ magnétique que produit le courant circulant dans le f i l?

A) B)

C) D)

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8. Voici des caractérist iques d'un élément du tableau périodique.

• Est un non-métal.• Possède sept électrons sur le dernier niveau d'énergie.• Sert à la purif icat ion et à la désinfection de l’eau.

À quelle famille chimique appartient cet élément?

A) Alcalins B) Alcalino-terreux C) Halogènes D) Gaz inertes

9. Voici des caractérist iques d'un élément du tableau périodique.

• Est un non-métal.• Possède huit électrons sur le dernier niveau d'énergie.• Entre dans la composit ion d’enseignes lumineuses.

À quelle famille chimique appartient cet élément?

A) Alcal ins B) Alcalino-terreux C) Halogènes D) Gaz inertes

10. Voici des caractérist iques d'un élément du tableau périodique.

• Est un métal.• Possède un électron sur le dernier niveau d'énergie.• Entre dans la fabrication de certaines pi les.

À quelle famille chimique appartient cet élément?

A) Alcal ins B) Alcalino-terreux C) Halogènes D) Gaz inertes

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R1

R2

2 A

4 V

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11. À parti r du circui t électr ique suivant et des mesures indiquées sur le schéma  :

a) Déterminez la valeur de la résistance 1 (R 1)

b) Déterminer la valeur de la résistance 2 (R 2).

c) Déterminer la dif férence de potent iel à la source.

d) Déterminer la puissance de ce circui t.

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8 V

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12. Voici l ’avant-midi de Léa :

a. El le al lume une lampe de 50 W, qu'el le laisse al lumée pendant 1 heure

16 minutes.

b. El le écoute la radio dont la puissance est de 10 W pendant 50 minutes.

c. El le prend une douche de 15 minutes.

d. El le fai t une lessive à l 'eau t iède.

Le tableau ci-dessous nous renseigne sur l 'énergie électr ique consommée

lors de certaines activités.

Act ivi té Énergie consommée (W•h)

Bain 3500

Douche de 15 minutes 2300

Lessive à l ’eau t iède 1450

Lessive à l ’eau froide 140

À parti r des informations qui vous ont été données, déterminez l 'énergie électr ique

totale uti l isée par Léa durant l 'avant-midi.

Réponse : _______________________________________________________________

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+DEL -

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Symboles normalisés

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2 piles de 1,5 V chacune, donc une source de 3 V

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Annexe 1 : Photo du microscope

Toutes les images sont de l’auteur ou libres de droits.

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