    Informer et accompagner
    les professionnels de l’éducation
                                                      ÉVALUATION                             CYCLES 2                             3 4

                                               PHYSIQUE-CHIMIE


                                                                                Éclairage


                                            COMPOSANTE(S) DU SOCLE COMMUN
                                            D1-3 | Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et
                                            		informatiques
                                            D4    |   Les systèmes naturels et les systèmes techniques




                                            ÉLÉMENTS SIGNIFIANTS
                                            Exprimer une grandeur mesurée ou calculée dans une unité adaptée (D1-3)
                                            Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)




                                        Situation d’évaluation
                                        Thème : l’énergie et ses conversions

                                        Attendus de fin de cycle
                                        Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l’électricité.

                                        Connaissances et compétences associées
                                        Conduire un calcul de consommation d’énergie électrique relatif à une situation de la vie
                                        courante.

                                           •     Puissance électrique P = U × I
                                           •     Relation liant l’énergie, la puissance électrique et la durée


                                        Nature de la situation d’évaluation
                                        Tâche complexe avec activité expérimentale.

                                        Durée : 55 min



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  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Éclairage




                              Synopsis
                              À partir de la lecture des indications portées sur un emballage d’une ampoule basse
                              consommation et d’une mesure d’intensité lumineuse, l’élève doit construire une expérience
                              permettant de prouver que cette ampoule consomme effectivement moins qu’une ampoule à
                              incandescence émettant une intensité lumineuse équivalente.

                              Acquis nécessaires pour mener la tâche à bien
                                   •     Connaître les différentes sources d’énergie
                                   •     Savoir schématiser et réaliser des circuits électriques simples
                                   •     Savoir mesurer une tension et une intensité
                                   •     Connaitre et savoir utiliser la loi P = U × I

                              Scénario

                              Première phase de l’évaluation : au brouillon (environ 20 minutes)
                              Une ampoule à incandescence de 45 W branchée dans un circuit électrique simple et allumée
                              est visible sur la paillasse du professeur. Les valeurs de la tension aux bornes de l’ampoule
                              et de l’intensité qui la traverse sont notées sur la paillasse. L’élève peut venir consulter ce
                              montage et mesurer l’intensité lumineuse émise par l’ampoule.

                              A sa paillasse, l’élève dispose d’une ampoule basse consommation et de matériel électrique.
                              Le document de l’ADEME « Choisir son éclairage » est mis à sa disposition. L’élève doit
                              réaliser un circuit électrique simple permettant de faire briller l’ampoule, mesurer la tension
                              aux bornes de l’ampoule et l’intensité qui la traverse, calculer la puissance consommée par
                              l’ampoule, mesurer l’intensité lumineuse émise par l’ampoule et comparer ses valeurs avec
                              celles obtenues pour l’ampoule de la paillasse du professeur.


                              Deuxième phase de l’évaluation : sur une copie (environ 15 minutes)
                              L’élève rédige un compte rendu de sa démarche. Les élèves qui n’ont pas le temps de terminer
                              la rédaction peuvent rendre leur brouillon.

                              Indicateurs permettant de suivre la progression de l’élève au cours de l’éva-
                              luation
                              Observables, indicateurs

                              I1 : L’élève comprend le lien entre économie d’énergie et puissance électrique des appareils
                              utilisés.

                              I2 : L’élève conçoit et réalise le circuit correctement.

                              I3 : L’élève mesure la tension et l’intensité sans erreur.

                              I4 : L’élève connait et applique P = U × I.

                              I5 : L’élève sait expliquer pourquoi il a besoin de mesurer tension et intensité.

                              I6 : Le vocabulaire scientifique est utilisé (intensité, tension, puissance électrique,
                              ampèremètre, voltmètre, unités…).

                              I7 : La réponse à la question posée est exprimée clairement.



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                              Évaluation de l’élève
                              Exprimer une grandeur mesurée ou calculée dans une unité adaptée (D1-3)

                              Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)

                                MAÎTRISE                                                       MAÎTRISE                        TRÈS BONNE
                                                                MAÎTRISE FRAGILE
                                INSUFFISANTE                                                   SATISFAISANTE                   MAÎTRISE
                                L’élève comprend et             L’élève mesure l’intensité     L’élève réalise le circuit.     L’élève conçoit, réalise
                                exprime que l’ampoule la        lumineuse des 2 ampoules.      Il mesure l’intensité           le circuit et effectue les
                                plus intéressante est celle     Il a besoin d’aide pour        lumineuse des 2 ampoules        mesures puis les calculs
                                qui consomme le moins           mesurer la tension et          ainsi que la tension et l’in-   sans aide.
                                d’énergie, mais il ne fait      l’intensité et pour calculer   tensité dans son circuit.       Il répond à la question en
                                pas le lien avec la puis-       la puissance électrique.       Il calcule la puissance         comparant judicieusement
                                sance électrique. Il réalise                                   électrique consommée par        les intensités lumineuses
                                un circuit simple permet-       Il arrive à la bonne
                                                                conclusion, mais explique      son ampoule et celle sur        et les puissances élec-
                                tant d’allumer l’ampoule,                                      la paillasse du professeur.     triques consommées par
                                mais ne sait pas brancher       sa démarche de manière
                                                                incomplète.                    Il peut avoir eu besoin         les ampoules.
                                les appareils de mesure ni                                     d’une aide ponctuelle pour
                                schématiser son circuit.                                                                       Le compte-rendu com-
                                                                                               réaliser son circuit ou ses     prend l’ensemble des
                                                                                               mesures.                        données relevées et le
                                                                                               L’élève rend compte de sa       schéma du circuit. Toutes
                                                                                               démarche en dessinant le        les expressions ont été
                                                                                               schéma de son circuit et        établies de façon littérale.
                                                                                               donnant les valeurs des         L’utilisation de la langue
                                                                                               grandeurs mesurées. Il          française, comme du
                                                                                               répond à la question en         langage scientifique, est
                                                                                               comparant les puissances        précise. Le raisonnement
                                                                                               électriques consommées          et la réponse au problème
                                                                                               par les ampoules.               sont clairement exposés.
                                                                                               Il rédige des phrases,
                                                                                               utilise les connecteurs
                                                                                               logiques à bon escient,
                                                                                               pose ses calculs avec
                                                                                               éventuellement quelques
                                                                                               maladresses.


                              Documents
                                   •     Document de l’ADEME : guide-pratique-choisir-son-eclairage.pdf

                              Aides
                                 INDICATEUR                    AIDE

                                 I1 : AIDE NO 1                La puissance est l’énergie électrique reçue et convertie chaque seconde de fonction-
                                                               nement.

                                 I2 : AIDE NO 2                Le professeur donne le schéma du circuit électrique à réaliser.


                                 I3 : AIDE NO 3                Le professeur distribue une fiche sur les branchements et choix des calibres des
                                                               ampèremètres et voltmètres.

                                 I3 : AIDE NO 3 BIS            Le professeur aide à la mesure de la tension et de l’intensité.


                                 I4 ET I5 : AIDE NO 4          La puissance électrique P (en watt) d’un appareil est égale au produit de la tension U
                                                               (en volt) du dipôle par l’intensité I (en ampère) du courant qui le traverse : P = U × I


                              À chaque aide distribuée et en fonction du niveau de cette aide, le professeur coche la case
                              désignée sur le sujet.



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                              Matériel disponible :
                                   •  Une boite de matériel électrique classique et une alimentation 12 V continu ;
                                   •  une ampoule 12 V, basse consommation (se trouve par exemple sur des sites de
                                      matériel embarqué pour la navigation ou d’équipement solaire) ;
                                 •    une ampoule à incandescence alimentée sur secteur au bureau ;
                                 •    un luxmètre.
                              L’ampoule sur secteur et l’ampoule basse consommation doivent avoir des luminosités
                              identiques.




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  ÉVALUATION       CYCLE   4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Éclairage




                              Bien choisir son éclairage (document élève)



                                                                                                DOMAINE ÉVALUÉ :
                                                                                                D4 : Mener une démarche scientifique,
                                                                                                résoudre un problème




                                                     Pourquoi l’ampoule dont tu disposes est-elle plus indiquée

                                                         pour éclairer une pièce qu’une ampoule à filament ?


                                    CONSIGNE DE TRAVAIL :
                                                                  Première étape : Partie expérimentale
                                    Vous devez, en utilisant vos connaissances et en mesurant des grandeurs physiques, vérifier les
                                    informations notées sur l’emballage de ton ampoule.
                                    Appelez le professeur si vous êtes en difficulté.
                                                                  Deuxième étape : Partie rédactionnelle
                                    Vous rédigerez un compte rendu de tout votre raisonnement. Vous présenterez vos protocoles,
                                    mesures et calculs de manière réfléchie.
                                    En vous appuyant sur vos mesures et vos observations, vous répondrez à la question posée.



                                                                          J’ai eu besoin de l’aide nº 1
                                Si vous ne parvenez pas à                 J’ai eu besoin de l’aide nº 2
                                résoudre ce problème, vous
                                                                          J’ai eu besoin de l’aide nº 3
                                pouvez demander de l’aide au
                                professeur                                J’ai eu besoin de l’aide nº 3bis
                                                                          J’ai eu besoin de l’aide nº 4




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