Physique-chimie (spécialité) · Première
Loi de Coulomb et champ électrique : quiz de 1re spécialité
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Deux charges de même signe se repoussent, deux charges de signes opposés s'attirent 2.
- La force est proportionnelle au produit des charges et inversement proportionnelle au carré de la distance 2.
- Coulomb a énoncé cette loi en 1785 grâce à sa balance de torsion 3.
- Une charge placée en un point ressent le champ électrostatique créé par une autre charge 1.
- La loi de Coulomb vaut pour des charges fixes : elle ne s'applique pas telle quelle en régime variable 3.
Avant de commencer
Ce quiz couvre le chapitre « Interactions et champs » de physique-chimie en classe de première : l'interaction électrostatique entre deux charges, la loi de Coulomb, la notion de champ électrique et les limites du modèle. Les questions mélangent des définitions, des raisonnements sur les proportionnalités et quelques calculs. Prends un brouillon et une calculatrice : tu en auras besoin pour les questions numériques.
Pour chaque question, choisis ta réponse avant de lire la correction. L'explication te dit pourquoi la bonne réponse est juste, mais aussi pourquoi l'erreur la plus tentante ne tient pas. Lis-la même quand tu as trouvé : c'est là que se corrigent les confusions classiques.
Quiz
15 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
-
Coulomb a mis au point la balance de torsion pour détecter des forces d'interaction très faibles 3. Le pendule simple est tentant parce qu'on parle d'oscillations, mais l'appareil de Coulomb repose sur la torsion d'un fil : c'est la « balance de Coulomb » 2. L'ampèremètre mesure un courant, pas une force.
-
C'est faux : des charges de même signe se repoussent, et ce sont des charges de signes opposés qui s'attirent 2. L'idée contraire vient souvent de l'intuition « qui se ressemble s'assemble », qui ne s'applique pas ici.
-
La force est proportionnelle au produit des charges et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare 2. Les propositions avec « somme » ou avec une distance sans carré sont les erreurs les plus courantes : la somme ne convient pas car si l'une des charges est nulle, la force doit être nulle, ce que seul un produit garantit. La distance sans carré fait oublier que la force décroît très vite quand on s'éloigne.
-
La force est inversement proportionnelle au carré de la distance 2. Si la distance est multipliée par 2, son carré est multiplié par 4 et la force est divisée par 4. « Divisée par 2 » est la réponse tentante de celui qui oublie le carré. « Multipliée par 2 » confond éloignement et renforcement : plus les charges sont éloignées, plus l'interaction faiblit.
-
On remplace : . Le produit des charges vaut C², le carré de la distance vaut m², d'où N. L'erreur fréquente consiste à oublier de mettre la distance au carré : on trouverait alors 0,54 N, ce qui est dix fois trop faible. Les deux charges étant de même signe, la force est répulsive 2.
-
La force est proportionnelle au produit des charges 2. Si une seule charge est doublée, le produit est doublé et la force aussi. « Multipliée par 4 » serait vrai si les deux charges étaient doublées : c'est une confusion entre la dépendance aux charges et celle à la distance.
-
Le cadre de la loi est celui de deux charges immobiles dans le référentiel choisi ; dès que les charges se déplacent, elle cesse de s'appliquer 3. Elle constitue aussi le socle de l'électrostatique 3. L'affirmation « valable en régime variable sans modification » est fausse : quand les grandeurs évoluent dans le temps, le champ met un certain temps à se propager, à la vitesse de la lumière, et la loi néglige ce délai ; on utilise alors une version plus générale qui dépend du temps 3.
-
L'unité de charge électrique porte le nom de Coulomb : c'est le coulomb 2. L'ampère est tentant car il est lié aux charges qui circulent, mais c'est l'unité d'intensité du courant. Le volt mesure une tension et le newton une force.
-
La charge crée un champ électrostatique, et toute autre charge située en subit l'effet de ce champ 1. L'idée qu'une charge immobile ne subit rien est fausse : l'action du champ ne dépend pas du mouvement de . Les deux autres propositions contredisent l'idée même d'interaction entre charges.
-
On isole : N·C⁻¹ (aussi écrit V·m⁻¹). L'erreur typique est de multiplier au lieu de diviser, ce qui donnerait un résultat minuscule, absurde pour un champ qui produit une force aussi nette sur une si petite charge. Le champ est créé par une autre charge et c'est la charge qui le subit 1.
-
En régime variable, le champ électrique n'agit pas instantanément : il se propage à la vitesse de la lumière, et la loi de Coulomb ignore ce délai 3. Il faut alors une version plus complète, dépendant du temps 3, qui dépasse le programme de première. Les autres propositions sont inventées : le signe des charges et la mesure de la distance n'ont rien à voir avec cette limite.
-
Pour des forces attractives, Coulomb étudiait les oscillations du système ; l'angle de torsion atteint à l'équilibre servait, lui, pour les forces répulsives 3. La première proposition est donc la méthode du cas répulsif : c'est l'erreur tentante, car on retient souvent seulement l'idée de « torsion ».
-
C'est faux. Les forces coulombiennes, comme l'interaction électrostatique entre deux charges, sont inversement proportionnelles au carré de la distance 2 : elles varient en , pas en . Répondre « vrai » revient à oublier le carré, l'erreur la plus fréquente sur cette loi.
-
La force est inversement proportionnelle au carré de la distance 2. Une distance multipliée par 3 donne un carré multiplié par 9, donc la force est divisée par 9 : N. L'erreur fréquente est de diviser par 3 et de répondre 3 N, ce qui revient à oublier le carré.
Les questions qu'on se pose
Pourquoi la force de Coulomb dépend-elle du carré de la distance ?
C'est ce que montrent les mesures de Coulomb avec sa balance de torsion : la force est inversement proportionnelle au carré de la distance qui sépare les charges 2. En pratique, retiens ce que cela implique : si tu doubles la distance, la force est divisée par 4 ; si tu la triples, elle est divisée par 9.
Quelle est la différence entre la force de Coulomb et le champ électrique ?
La force de Coulomb décrit l'interaction entre deux charges. Le champ électrostatique est créé par une charge , et une autre charge placée en un point en subit l'effet 1. Le champ décrit donc ce que la charge source impose à l'espace, avant même de savoir quelle charge sera placée en .
Peut-on utiliser la loi de Coulomb pour des charges qui bougent vite ?
Non, pas telle quelle. Elle a été formulée pour deux charges immobiles dans le référentiel d'étude, et elle ne s'applique pas à des charges en déplacement 3. En régime variable, il faut tenir compte du temps que met le champ à se propager, à la vitesse de la lumière 3. Au programme de première, tu l'utilises pour des charges immobiles.
Sources
- Ressources Université de Lorraine — Champs électriques et interactions, Université de Lorraine. Consulté le 6 novembre 2026.
- Charles-Augustin Coulomb, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Loi de Coulomb (électrostatique), Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.