manyetizma - Nihat Bilgin Yayıncılık

10. SINIF
KONU ANLATIMLI
2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA
4. Konu
MANYETİZMA
ETKİNLİK ve TEST ÇÖZÜMLERİ
2
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
2. Ünite 4. Konu (Manyetizma)
A’nın Çözümleri
3.
1. Man­ye­tik kuv­vet­ler, tıp­kı küt­le çe­kim ve elek­trik
kuv­vet­le­rin­de ol­du­ğu gi­bi uzak­tan et­ki eder­ler. Küt­
le­si olan bir cis­min küt­le çe­kim ala­nı, yük­lü bir cis­
min de elek­trik ala­nı oluş­tur­ma­sı gi­bi, bir mık­na­tıs
ya da bir elek­trik akı­mı çev­re­sin­de man­ye­tik alan
mey­da­na ge­ti­rir. Bu alan B ile gös­te­ri­lir. Çu­buk
mık­na­tıs, U bi­çim­li mık­na­tıs ve akım taşıyan te­lin
her bi­ri ken­di­ne öz­gü man­ye­tik alan oluş­tu­rur.
Man­ye­tik kuv­vet­ler ve ma­nye­tik alan vek­tö­rel olup,
yön­lü bü­yük­lük­ler­dir.
Kü­çük bir de­ne­me yü­kü­ne et­ki eden kuv­ve­tin
öl­çül­me­siy­le, elek­trik­sel alan tes­pit edi­lir. Ay­nı
şe­kil­de de­mir toz­la­rı­nın akım ve­ya mık­na­tıs çev­
re­sin­de na­sıl kü­me­len­dik­le­ri­ne ba­kı­la­rak, mık­na­
tıs ve­ya akı­mın oluş­tur­du­ğu man­ye­tik alan tes­pit
edi­lir. Fa­kat bura­da tam bir ben­zer­lik söz­ko­nu­su
de­ğil­dir. De­ne­me yü­kü elek­trik alan ne­de­niy­le bir
doğ­ru bo­yun­ca hız­la­nır­ken, bir de­mir to­zu dön­me
ha­re­ke­ti ya­par. B man­ye­tik ala­nı de­mir toz­la­rı­nın
di­zi­liş yö­nün­de­dir. Man­ye­tik ala­nın şid­de­ti ( B nin
bü­yük­lü­ğü) de­mir toz­la­rı­nın çizgi yo­ğun­lu­ğu ile
oran­tı­lı­dır. Elek­trik ala­nı, elek­trik alan çiz­gi­le­riy­le
tem­sil edil­di­ği gi­bi, man­ye­tik alan da man­ye­tik alan
çiz­gi­le­riy­le tem­sil edi­lir.
Man­ye­tik alan çiz­gi­le­ri mık­na­tı­sın N ucun­dan S
ucu­na doğ­ru­dur. So­ru­da ve­ri­len iki çu­buk mık­na­tıs
ara­sın­da­ki man­ye­tik alan çiz­gi­le­ri şe­kilde­ki gi­bi­dir.
4. Mık­na­tı­sın de­mir çu­bu­ğu çek­me et­ki­si uç­lar­da en
bü­yük­tür. Mık­na­tı­sın or­ta kıs­mı­nın çek­me et­ki­si
yok­tur. Bu ne­den­le mık­na­tıs K ile gös­te­ri­len çu­bu­
ğu çe­ker. L ile gös­te­ri­len çu­bu­ğu çek­mez.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
5. Manyetik alan çizgileri N den S ye doğrudur. Bu
nedenle kutup isimleri şekildeki gibi olur.
N
S
6.
2.
a
b
d
c
S
Mık­na­tıs de­mir çu­bu­ğun için­de­ki atom­la­rı et­ki­le­
ye­rek ku­tup­lan­ma­sı­nı sağ­lar. Bu ne­den­le; de­mir
çu­bu­ğun uç kı­sım­la­rı N, or­ta­sı ise S kut­bu olur.
N
Man­ye­tik kuv­vet çiz­gi­si üze­rin­de bir nok­ta­ya ko­nu­
lan pu­su­la iğ­ne­si, bu nok­ta­da man­ye­tik kuv­vet
çiz­gi­si­ne te­ğet ko­nu­mu­nu alır. Kuv­vet çiz­gi­si, pu­su­
la­nın S kut­bun­dan gi­rip N kut­bun­dan çı­ka­cak
yön­de­dir. Bu ne­den­le; a ucu N kut­bu­dur, b ucu S
kut­bu­dur, d ucu N kut­bu­dur, c ucu S kut­bu­dur.
MANYETİZMA
B’nin Cevapları
1. manyetik alanın
2. Kuzey (N), Güney (S)
3.
Şekil II
8. Bir pu­su­la iğ­ne­si ya­tay düz­lem­de ol­du­ğu ka­dar
dü­şey düz­lem­de de dö­ne­bi­le­cek bi­çim­de ya­pı­lır­sa,
iğ­ne yal­nız ek­va­to­ra ya­kın yer­ler­de yer­yü­ze­yi­ne
pa­ra­lel­dir. Ku­zey kut­ba doğ­ru gö­tür­dük­çe pu­su­
la iğ­ne­si git­tik­çe yer­yü­ze­yi­ni gös­te­re­cek bi­çim­de
dö­ner. Tam ku­zey kut­ba va­rın­ca iğ­ne­nin N kut­bu
tam aşa­ğı­ya yö­ne­le­cek­tir. Ay­nı olay­lar gü­ney ku­tup
için de ge­çer­li­dir. Fa­kat gü­ney ku­tup­da pu­su­la
iğ­ne­si­nin yö­nü de­ği­şir.
9. Dün­ya’nın man­ye­tik alan çiz­gi­le­ri, Dün­ya’nın de­rin­
lik­le­rin­de­ki bir çu­buk mık­na­tı­sın oluş­tu­ra­bi­le­ce­ği
bir alan de­se­ni­ne ben­ze­mek­te­dir. Dün­ya’nın yü­ze­
yi­nin al­tın­da­ki de­rin ta­ba­ka­lar­da bü­yük mik­tar­da
de­mir fi­li­zi var­dır, fa­kat ye­rin çe­kir­de­ğin­de­ki yük­sek
sı­cak­lık de­mi­rin sü­rek­li mık­na­tıs­lan­ma­sı­nı en­gel­ler.
Dün­ya’nın man­ye­tik ala­nı­nın ger­çek kay­na­ğı­nın
mer­ke­zin­de­ki yük ta­şı­yan kon­vek­si­yon akım­la­rı
ol­du­ğu sa­nıl­mak­ta­dır. İç­te­ki sı­vı­da dö­nen yük­lü
iyon­lar ya da elek­tron­lar, bir tel hal­ka­da­ki akı­mın
bir man­ye­tik alan oluş­tur­ma­sı gi­bi, bir man­ye­tik
alan oluş­tu­ra­bi­lir­ler. Bir ge­ze­ge­nin man­ye­tik alan
şid­de­ti­nin dön­me hı­zı­na bağ­lı ol­du­ğu­nu be­lir­ten
kuv­vet­li ka­nıt­lar da var­dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
7. De­m ir çi­v i­n in Şe­k il II de­k i
mık­na­tıs­lan­ma­sı­na et­ki ile
mık­na­tıs­lan­ma de­nir. De­mir
çi­vi­nin mık­na­tı­sa ya­kın ucu
(ba­şı), mık­na­tı­sın­ki ile zıt tür­
den; uzak ucu, mık­na­tı­sın­ki
ile ay­nı tür­den ku­tup­la­nır. Çi­vi
bir mık­na­tıs gi­bi dav­ra­narak
top­lu iğ­ne­le­ri çe­ker.
Mık­n a­t ıs
uzak­laş­t ı­r ı­lır­s a,
de­mir çi­vi mık­na­tıs­lı­ğı­nı yi­ti­rir.
S
N
N
S
S
N
S
N
N
S
N
S
4.
3
4
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
5.
9.
kuzey
i
N
i
S
doğu
N
S
güney
6.
C’nin Cevapları
1. ( Y ) İki mık­na­tı­sın bir­bi­ri­ne uy­gu­la­dı­ğı çek­me kuv­
vet­le­ri eşit­tir.
7.
coğrafi
kuzey kutup
Nihat Bilgin
Bilgin Yayıncılık©
Yayıncılık©
Nihat
2. ( Y ) Mık­na­tıs de­mir, ni­kel, ko­balt ve bun­la­rın ala­
şım­la­rı­nı çe­ker. Bu ne­den­le mık­na­tıs yal­nız demir
ka­şık ve çi­vi­le­ri çe­ker.
manyetik
kutup
pusula
Pu­su­la iğ­ne­si­nin yö­nü­nü be­lir­le­mek için A nok­ta­
sın­da mık­na­tı­sın N kut­bu­nun ol­du­ğu­nu dü­şü­nü­rüz.
İt­me­ler ve çek­me­ler so­nu­cun­da Şe­kil I de­ki son­ra
Şe­kil II de­ki du­rum or­ta­ya çı­kar.
8.
coğrafi
kuzey kutup
3. ( Y ) Mık­na­tıs­lar bir­bir­le­ri­ne hem it­me hem de çek­
me kuv­ve­ti uy­gu­lar.
4. ( D )
5. ( Y ) Man­ye­tik ku­tup­lar ba­zı yön­ler­den elek­trik yük­
le­ri­ne ben­zer şe­kil­de dav­ra­nır­lar. An­cak elek­trik
yük­le­ri yalıtılabildiği hâl­de man­ye­tik ku­tup­lar yalıtı­
lamaz.
6. ( Y ) Mık­na­tıs­lar çev­re­le­rin­de man­ye­tik alan oluş­tu­
ra­bi­lir. Ay­rı­ca üzer­le­rin­den akım ge­çen ilet­ken­le­rin
çev­re­le­rin­de de man­ye­tik alan olu­şur. Dün­ya’nın,
di­ğer ge­ze­gen­le­rin ve tüm gök ci­sim­le­ri­nin de bir
man­ye­tik ala­nı var­dır.
manyetik
kutup
7. ( Y ) Man­ye­tik alan çiz­gi­le­ri hem mık­na­tı­sın için­de,
hem de dı­şın­da var­dır. Mık­na­tı­sın için­de man­ye­tik
alan çiz­gi­le­ri S den N ye doğ­ru, dı­şın­da ise N den
S ye doğ­ru­dur.
8. ( Y ) Dün­ya’nın coğ­ra­fik ve man­ye­tik ku­tup­la­rı
ça­kı­şık de­ğil­dir. Dün­ya’nın man­ye­tik ala­nı, dön­
me ek­se­ni ile yak­la­şık 15° lik açı ya­pa­cak şe­kil­de
ko­nul­muş çu­buk mık­na­tı­sın man­ye­tik ala­nı gi­bi­dir.
5
MANYETİZMA
Test 1’in Çözümleri
1. Üst­te­ki S kut­bu, alt­ta­ki S kut­bu­nu
üst­te­ki­ni F kuv­ve­tiy­le ite­rek den­
N
ge sağ­la­nı­yor.
S
II­I. A mık­na­tı­sı­nın K ucu S, B mık­na­tı­sı­nın L ucu
S olur­sa den­ge Şe­kil III te­ki gi­bi olur. So­ru kıs­
mın­da C mık­na­tı­sı Şe­kil III te­ki gi­bi ve­ril­me­di­
ğin­den II­I. öner­me­ye doğ­ru­dur di­ye­me­yiz.
F
Ya­nıt C dir.
ip
Mık­na­tıs­lar­dan bi­ri­nin küt­le­si m
S
ise T1 = 2mg olur. Di­ğer iki
F
N
sis­tem­de de ay­nı olay mey­da­na
2mg
gel­di­ğin­den;
II. A mık­na­tı­sı­nın K ucu S, B mık­na­tı­sı­nın L ucu
çok kuv­vet­li N olur­sa Şe­kil II de­ki gi­bi den­ge
sağ­la­nır.
T1=2mg
F kuv­ve­tiy­le iti­yor­sa, alt­ta­ki de
3.
T1 = T2 = T3 = 2mg dir.
Ya­nıt A dır.
2.
N S
α
N
S
ip
B
N
S
N
N
C
Şekil I
Nihat Bilgin Yayıncılık©
A
Mık­na­tıs­lar de­mir, ni­kel ve ko­balt gi­bi mad­de­le­ri
çek­me özel­li­ği gös­te­rir. Bu ne­den­le mık­na­tıs de­mir
bil­ye­ye ön­ce şe­kil­de­ki gi­bi mık­na­tıs­lık özel­li­ği
ka­zan­dı­rır. Zıt ku­tup­lar bir­bi­ri­ni çek­ti­ğin­den çu­buk
mık­na­tıs bil­ye hâ­lin­de­ki mık­na­tı­sı ken­di­ne çe­ke­rek
α
ya­pı­şır.
A
Ya­nıt B dir.
B
S
S
N
N
C
Şekil II
4.
S
N
α
S
A
B
S
N
SS
S
C
1
N
S
N
2
S N
S
N
3
Bir mık­na­tıs yüz­ler­ce ke­re bö­lün­se bi­le yi­ne
iki ku­tup­lu ye­ni mık­na­tıs­lar el­de edi­lir. Mık­na­tıs
bö­lün­me­den ön­ce N ve S han­gi ta­raf­ta du­ru­yor­sa,
Şekil III
bö­lün­me­den son­ra yi­ne ay­nı ta­raf­ta du­rur­lar. Şek­
le dik­kat edil­di­ğin­de 1 ile gös­te­ri­len ku­tup S, 2 ile
I. A mık­na­tı­sı­nın K ucu N, B mık­na­tı­sı­nın L ucu
N olur­sa Şe­kil I de­ki gi­bi den­ge sağ­la­nır.
gös­te­ri­len ku­tup N, 3 ile gös­te­ri­len ku­tup S dir.
Ya­nıt E dir.
6
Ünite 2
Elektrik ve Manyetizma
5. Aynı kutuplar birbirini iter, zıt kutuplar birbirini
çeker. K da, mıknatıs saat ibresi yönünde döner.
L deki mıknatıs da saat ibresi yönünde döner.
M deki mıknatıs saat ibresinin tersi yönünde döner.
N deki mıknatıs da saat ibrelerinin tersi yönünde
döner.
II pusula iğneleri hareket etmeyebilir. Ancak III
numaralı iğne 180° dönerek ok doğrultusunu alır.
Cevap E dir.
10.
1
Cevap A dır.
2
3
N
6. K
L
S
S
N
S
M
S
S
Mıknatıslarda aynı kutuplar birbirini iteceğinden K
ve M mıknatısları hızlanır.
Mıknatısın N ucu pusula iğnesinin N ucunu 1
yönünde iter, mıknatısın S ucu pusula iğnesinin N
ucunu 3 yönünde çeker. Bileşke 2 yönünde oldu­
ğundan pusula iğnesi 2 yönünde dengeye gelir.
Cevap C dir.
Cevap B dir.
7. Bir mıknatısın hangi bölgesinde parça kopartılırsa
koparılsın her parçanın aynı tarafı aynı kutup olur.
Parçaların zıt yöndeki tarafları da zıt kutup olur.
Cevap B dir.
8. “Manyetik alan, ortam etkisi ile yalıtılamaz.” yargı­
sını kanıtlamak için değişik ortamlarda mıknatısın
demir tozlarını çektiğini gözlemleyebiliriz. Bunun
için en iyi yol; mıknatısın demir tozlarını boşlukta,
hava ortamında ve su içinde çektiğini kanıtlamaktır.
Cevap E dir.
9.
N
S
N
N
I
N
S
S
N
N
N
N
S
S
S
Şekil I
Şekil II
ağırlık
yüzey
Şekil III
yatay
(yer)
Katı basıncı,
nur.
Şekil I deki mıknatısın basıncı P1 olarak verilmiş.
Şekil II de S ucu N ucunu çektiği için basınç azala­
cak ve P1 > P2 olacaktır. Şekil III te N ucu N ucunu
ittiği için basınç artacak ve P3 > P1 olacaktır.
Pkatı =
bağıntısıyla bulu­
Cevap E dir.
II
S
N
III
S
S
Nihat Bilgin Yayıncılık©
11.
doğrusu böyle olmalıdır
Bir çubuk mıknatısın çevresindeki manyetik alan
çizgileri şekildeki gibidir. Bu alan çizgileri içine bir
pusula iğnesi konulduğunda iğnenin N ucu okun
gösterdiği yönde dengeye gelir. Bu nedenle I ve
12. Mıknatısların aynı kutupları birbirini iter, zıt kutup­
ları birbirine çeker. Net kuvvet ok yönünde olduğu­
na göre Z ile P kutupları aynı işaretlidir.
Cevap D dir.