İçeriğe geç
OptikOptik.
YKS · Fizik

Manyetizma ve İndüklenme Soru Çözümü

Manyetizma ve İndüklenme, YKS Fizik hazırlığında karşına çıkan konulardan biri. Aşağıda bu konudan seçilmiş çözümlü örnek sorular ve adım adım açıklamalar var. Tamamını çözdükten sonra Optik uygulamasında bu konudan daha fazla soruyu yapay zekâ destekli çözümlerle çalışabilirsin.

Soru 1

Eşkenar üçgenin köşelerinde, üç sonsuz uzunlukta paralel tel bulunmaktadır. Üçgenin kenar uzunluğu $a = 0.3\, \mathrm{m}$ dir. Her telden $I = 5\, \mathrm{A}$ akımı aynı yönde akmaktadır. Üçgenin merkezindeki toplam manyetik alanın büyüklüğü kaç T'dir? ($\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \mathrm{T \cdot m / A}$)

  1. $0$

    Doğru cevap
  2. B

    $\frac{\mu_0 I}{2\pi r}$ (burada $r$ merkezden köşeye uzaklık)

  3. C

    $\frac{3\mu_0 I}{2\pi r}$

  4. D

    $\frac{\mu_0 I}{\pi r}$

  5. E

    $\frac{2\mu_0 I}{\pi r}$

Çözüm

Her bir telin üçgen merkezinde oluşturduğu manyetik alan, $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$ büyüklüğündedir, burada $r$ merkezden köşeye olan uzaklıktır. Eşkenar üçgende $r = \frac{a}{\sqrt{3}} = \frac{0.3}{\sqrt{3}} \approx 0.173\, \mathrm{m}$ dir. Ancak, her üç telden gelen manyetik alan vektörleri, merkezde 120° açılarla yönelmiştir. Simetri nedeniyle, bu üç vektörün vektörel toplamı sıfırdır. Dolayısıyla, merkezdeki toplam manyetik alan sıfırdır.

Doğru cevap A şıkkıdır.

Soru 2

İki farklı tel, aynı düzgün manyetik alan içinde bulunmaktadır. Birinci telin akımı $I_1 = 3\,\text{A}$, uzunluğu $L_1 = 0.4\,\text{m}$ ve manyetik alan ile yaptığı açı $\theta_1 = 45^\circ$'dir. İkinci telin akımı $I_2 = 2\,\text{A}$, uzunluğu $L_2 = 0.5\,\text{m}$ ve açısı $\theta_2 = 30^\circ$'dir. Manyetik alan şiddeti $B = 0.6\,\text{T}$ olduğuna göre, birinci tele etki eden manyetik kuvvet $F_1$ ve ikinci tele etki eden manyetik kuvvet $F_2$ arasındaki oran $\frac{F_1}{F_2}$ kaçtır? ($\sin45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2}$, $\sin30^\circ = 0.5$)

  1. A

    $\frac{3\sqrt{2}}{5}$

  2. B

    $\frac{5\sqrt{2}}{3}$

  3. $\frac{6\sqrt{2}}{5}$

    Doğru cevap
  4. D

    $\frac{5}{6\sqrt{2}}$

  5. E

    $\frac{5\sqrt{2}}{6}$

Çözüm

Manyetik kuvvet formülü: $F = I L B \sin\theta$. Her iki tel için aynı manyetik alan $B$ kullanıldığından, oran:

$$ \frac{F_1}{F_2} = \frac{I_1 L_1 \sin\theta_1}{I_2 L_2 \sin\theta_2} $$

Değerleri yerine koyalım: $I_1 = 3$, $L_1 = 0.4$, $\sin\theta_1 = \frac{\sqrt{2}}{2}$; $I_2 = 2$, $L_2 = 0.5$, $\sin\theta_2 = 0.5$.

$$ \frac{F_1}{F_2} = \frac{3 \times 0.4 \times \frac{\sqrt{2}}{2}}{2 \times 0.5 \times 0.5} $$

Pay: $3 \times 0.4 = 1.2 = \frac{6}{5}$, sonra $\frac{6}{5} \times \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{6\sqrt{2}}{10} = \frac{3\sqrt{2}}{5}$.

Payda: $2 \times 0.5 = 1$, $1 \times 0.5 = 0.5 = \frac{1}{2}$.

Oran: $\frac{ \frac{3\sqrt{2}}{5} }{ \frac{1}{2} } = \frac{3\sqrt{2}}{5} \times 2 = \frac{6\sqrt{2}}{5}$.

Doğru cevap $\frac{6\sqrt{2}}{5}$'tir.

Soru 3

Manyetik alan içindeki bir tel çerçeveye etki eden tork $\tau$'dur. Eğer çerçevedeki akım iki katına çıkarılır ve manyetik alan şiddeti yarıya indirilirse, yeni tork kaç $\tau$ olur?

  1. $\tau$

    Doğru cevap
  2. B

    $2\tau$

  3. C

    $\frac{\tau}{2}$

  4. D

    $4\tau$

  5. E

    $\frac{\tau}{4}$

Çözüm

Manyetik tork formülü $\tau = I \cdot A \cdot B \cdot \sin(\theta)$. İlk durumda $\tau_1 = I \cdot A \cdot B \cdot \sin(\theta) = \tau$.

Yeni durumda: $I' = 2I$, $B' = \frac{B}{2}$, $A$ ve $\theta$ değişmez.

$$\tau_2 = I' \cdot A \cdot B' \cdot \sin(\theta) = (2I) \cdot A \cdot \left(\frac{B}{2}\right) \cdot \sin(\theta) = I \cdot A \cdot B \cdot \sin(\theta) = \tau$$

Bu nedenle yeni tork $\tau$ olarak kalır, yani değişmez.

Manyetizma ve İndüklenme konusunu uygulamada çöz

Optik'te YKS Fizik dersinde manyetizma ve indüklenme konusundan daha fazla soru, anlık AI çözümleri ve konu tekrarı seni bekliyor.

Ücretsiz başlaApp StoreGoogle Play

Fizik — diğer konular

Tümünü gör