magnetizma - Meb.k12.tr
Transkript
magnetizma - Meb.k12.tr
MAGNETİZMA Bir çubuk mıknatıs ikiye N S bölündüğünde, meydana gelen her iki parçanın da N S S N ve S kutuplu mıknatıslar N olduğu görülür. Bölme işlemi N S N S N S N S atomik boyutlara kadar devam ettirildiğinde, yine her parçanın N ve S kutuplu mıknatıslar olduğu görülür. Yani kuzey ve güney kutbunun birbirinden ayrılması imkansızdır. MIKNATISLIK Demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekme özelliği gösteren cisimlere mıknatıs denir. Mıknatıslar tabiatta doğal olarak bulunabildikleri gibi yapay olarak da üretilirler. Magnetit ya da mıknatıs taşı adı verilen doğal mıknatıs bir demir oksit ( Fe3O4 ) bileşiğidir. Mıknatıslardan etkilenebilen ve mıknatıs durumuna getirilebilen maddelere magnetik maddeler denir. Bu maddeler, doğal mıknatısa sürtüldüğünde ya da yakınına konulduğunda, mıknatıs özelliği kazanırlar. Bu durumdaki maddelerle yapılan mıknatıslara yapma ya da devamlı mıknatıs adı verilir ve çeşitli şekillerde yapılırlar. MAGNETİK ALAN, ALAN ŞİDDETİ ve ALAN ÇİZGİLERİ Mıknatısların çevrelerinde magnetik özelliklerini gösterdikleri bir alan vardır. Bir mıknatısın magnetik özelliklerini gösterebildiği bölgeye o mıknatısın magnetik alanı denir. Şekilde görüldüğü gibi, bir mıknatıs, karton üzerine konularak üzerine de demir tozları yerleştirildiğinde, etkileşen demir tozları küçük mıknatıslar şekline gelirler. Bu tozlar birbirlerini çekmeleri sonucunda uç uca eklenerek çizgiler oluştururlar. Mıknatısın çevresinde demir tozlarının üzerine sıralandığı bu çizgilere, mıknatısın o bölgede oluşturduğu magnetik alan çizgileri denir. Bazı maddeler, doğal mıknatısla etkileşme yapamaz ve mıknatıs özelliği kazanamaz. Bu durumdaki maddelere magnetik olmayan maddeler denir. Bunlara, palladyum, manganez ve bizmut maddeleri örnek olarak gösterilebilir. Bu çeşit maddeler mıknatıs yapmaya uygun değildir. Ancak çok kuvvetli mıknatıslarla yapılan deneyler, bütün maddelerin zayıf da olsa manyetik özellik gösterdiklerini kanıtlamıştır. Çizgilerin bulunduğu bölgenin değişik yerlerine pusula iğneleri konulduğunda, pusula iğnelerinin alan çizgilerine teğet olacak şekilde yönlendiği gözlenir. MAGNETİK KUTUPLAR Çubuk şeklinde bir mıknatısın üzerine demir tozları serpilirse uçlarında daha çok demir tozu toplanır. Mıknatısın çekme gücünün en yüksek olduğu bu uçlara mıknatısın kutupları adı verilir. Şekli ne olursa olsun mıknatıslar daima iki kutupludur. Bir çubuk mıknatıs ağırlık merkezinden bir iple asılırsa, kuzey-güney doğrultusuna yönelerek durur. Mıknatısın kuzeye yönelen ucuna; Kuzey kutbu (N), güneye yönelen ucuna; Güney kutbu (S) denir. Alan çizgilerine dik olarak alınan birim yüzeyden geçen çizgi sayısı, bu yüzey üzerindeki bir noktanın magnetik alan şiddetinin bir ölçüsü olarak alınabilir. Magnetik alan vektörel bir büyüklük olduğundan bir noktadaki magnetik alan, doğrultusu, yönü ve şiddeti ile belirtilir. N S Mıknatısların çevresinde oluşan manyetik alan üç boyutludur. Bir mıknatıs başka bir mıknatısa yaklaştırıldığında aynı kutuplar birbirini iter, zıt kutuplar ise birbirini çekerler. İtme ya da çekme kuvveti, mıknatısların kutup şiddetiyle doğru, aradaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Buna göre; m1.m2 F=K 2 bağıntısı yazılabilir. d Magnetik alan şiddeti, alan çizgilerinin sık olduğu yerde daha büyük, seyrek olduğu bölgede daha küçüktür. Magnetik alanın yönü, alanı oluşturan mıknatısın N kutbundan çıkıp, S kutbuna giren yöndedir. S F : İki kutup arasında oluşan kuvvet ( N ) m1, m2 : Magnetik kutup şiddeti ( A.m ) d : Kutuplar arasındaki uzaklık ( m ) -7 2 K = 10 N/A Mıknatısaların aynı koşullarda birbirine uygulayacağı kuvvet mıknatısın büyüklüğüne bağlı değildir. N N S 1 S N S N Birbirine paralel magnetik alan çizgilerinin bulunduğu alana düzgün magnetik alan denir. U şeklindeki mıknatısın iki kutbu arasında böyle bir magnetik alan gözlenmektedir. MAGNETİK AKI S N Bir magnetik alan içine konulan yüzeyden dik olarak geçen alan çizgisi sayısına magnetik akı denir. ile gösterilir. Skaler bir büyüklüktür. A yüzey alanına magnetik alan çizgileri dik olarak geliyorsa magnetik akı, Magnetik alan içinde bulunan bir noktadaki magnetik alan B ile gösterilir. B’ ne, magnetik alan vektörü,magnetik indüksiyon veya magnetik akı yoğunlu ğu adları verilir. B’ nün doğrultusu ve yönü, o noktadaki magnetik alan çizgilerinin doğrultusu ve yönünde olur. ifadesiyle bulunur. Bu durumda akı en büyük değerine sahiptir. Bağıntıda , Weber (Wb) olarak magnetik akıyı, A, m2 olarak yüzey alanını gösterir. B ise magnetik alan şiddetini ifade eder. B’ nin birimi N/A.m veya Wb/m2 veya Tesla dır. Eğer yüzey magN netik alan çizgilerine dik değilse, bu durumda magB netik akı, Doğal mıknatısın kolaylıkla temin edilememesi sonucu, yapay mıknatıs üretme yoluna gidilmiştir. Bu yapay mıknatıslar şöyle elde edilebilirler. a. Sürtünme Yoluyla Mıknatıs Elde Edilmesi Bir demir çubuğa, mıknatısın bir kutbu, her seferinde aynı yönde olmak şartıyla sürtüldüğünde, demir çubuk mıknatıs haline gelir. Bunun S N sebebi; demir içindeki mıknatıs çiftleri önceden gelişigüzel bulunurlarken, mıknatısın sürtünmesi sırasında belli bir düzende dizilirler. Böylece demir çubuk mıknatıs haline gelmiş olur. = B. A. Cos bağıntısı ile hesaplanır. Burada , magnetik alan doğrultusu ile yüzeyin normali arasındaki açıdır. Magnetik alan çizgileri yüzeyi delip geçmiyorsa, yani yüzeye paralel ise, akı sıfırdır. Genellikle magnetik alan çizgileri, alanın B şiddetiyle orantılı çizilir. Herhangi bir yüzeyden geçen magnetik akı bu yüzeyden geçen toplam çizgi sayısı olarak da tanımlanır. Örneğin; 4 Wb/m2 lik alan gösterilirken 1 birimlik yüzeye 4 tane alan çizgisi çizildiyse, 5 Wb/m2 lik alan gösterilirken 1 birimlik yüzeye 5 çizgi çizilir. b. Dokunmayla Mıknatıs Elde Edilmesi S N S N S S N N ÖRNEK-1 : Magnetik alan şiddeti B= 2. 10-2 Wb/m2 olan bir bölgede alan çizgileri 0,2 m2 lik A yüzeyi ile; 0 a ) 90 lik açı yaptığında, 0 b ) Aynı yüzey ile 37 lik açı yaptığında, yüzeyden0 geçen magnetik akıyı bulunuz. ( Cos 53 = 0,6 ) c. Etki İle Mıknatıs Elde Edilmesi Mıknatısın herhangi bir kutbu, demir çiviye şekildeki gibi yaklaştırılırsa, demir çivi etki ile mıknatıslanır ve demir tozlarını çeker. S A = B. A GEÇİCİ MIKNATIS ELDE ETME YOLLARI Şekilde mıknatıs toplu iğnelere dokundurulduğunda, herbir iğne de mıknatıs haline gelir. İğne mıknatısların kutupları, mıknatısın hangi ucuna dokunduruluyorsa ona göre değişir. Mıknatısın, N kutbuna dokundurduğumuz yer S, diğer uç N olur. B N a) 4. 10-3 Wb b) 24. 10-4 Wb Demir çivi Yani mıknatısın magnetik alanı içinde kalan demir, nikel ve kobalt gibi maddeler etki ile mıknatıslanır. ÖRNEK-2 : Düşey ve yukarı yönelmiş 0,4 Wb/m2 lik düzgün bir magnetik alan içine 10 cm yarıçaplı bir halka, a) Yatay durumda, 0 b) Yatayla 60 lik açı yapacak şekilde konulursa, halkanın sınırladığı yüzeyden geçen akıyı bulunuz. 0 ( = 3 alınız, Cos 60 = 0,5 ) Yumuşak demir gibi bazı tür maddeler mıknatıslandıklarında geçici mıknatıslanırlar. Mıknatıs haline gelen madde belli bir süre sonra mıknatıslık özelliğini kaybeder. a) = 12.10-3 Wb b) = 6.10-3 Wb 2 Maddeler bağıl magnetik geçirgenliklerine göre üç gruba ayrılır. Bütün maddeler bu üç gruptan birinde yer alır. MAGNETİK GEÇİRGENLİK Bir mıknatısın oluşturduğu magnetik alan çizgileri, içinde bulunduğu ortama bağlıdır. Boşlukta şiddeti B0 olan Bo düzgün magnetik alan içerisine, demir konulursa alan çizgileri birbirine yaklaşır. Böylece birim yüzeyden geçen akı artar. Bakır, gümüş, bizmut gibi mıknatıs özelliği göster- Bo meyen bir madde, düzgün bir magnetik alana konulursa, magnetik alan çizgileri bu ortamdan geçerken birbirinden uzaklaşır. 1. Diyamagnetik Maddeler Bağıl magnetik geçirgenlikleri 1’ den biraz küçük olan maddelerdir. Diyamagnetik bir madde, bir magnetik alan içerisine konulunca, alanın şiddetini biraz zayıflatır. Bakır, gümüş, bizmut ve karbon gibi maddeler diyamagnetik maddelerdir. Demir 2. Paramagnetik Maddeler Bağıl magnetik geçirgenlikleri 1’ den biraz fazla olan maddelerdir. Paramagnetik bir madde, bir magnetik alan içerisinde konulduğunda magnetik alanı biraz sıklaştırır. Alüminyum, manganez gibi maddeler paramagnetik maddelerdir. Bizmut 3. Ferromagnetik Maddeler Bağıl magnetik geçirgenliği 1’ den çok büyük olan maddelere denir. Böyle maddeler magnetik alan içerisine konulduklarında, kuvvetli olarak mıknatıslanırlar ve magnetik alan şiddetini oldukça artırırlar. Bu özellikleri nedeniyle ferromagnetik maddeler, mıknatıslar, elektrik motorları, jeneratörler, magnetik teypler vb. araçların yapımında önemli yer tutarlar. Demir, nikel, kobalt gibi maddeler ferromagnetik maddelerdir. Maddelerin magnetik alan çizgilerini seyrekleştirme ya da sıklaştırma özelliğine o maddenin magnetik geçirgenliği denir. ile gösterilir. Boşluk için magnetik geçirgenlik 0 ile gösterilir. Değeri 0 = 4. 10-7 Wb/A.m dir. Bir ortamdaki B magnetik alan şiddeti; 1. Ortamın cinsine, 2. Magnetik kutuplardan veya akımlardan meydana gelebilen mıknatıslayıcı alana bağlıdır. YERİN MAGNETİK ALANI Dünyanın herhangi bir yerinde ortasından bir iple bağlanıp asılan mıknatıs iğnesinin belli bir doğrultuyu alması, mıknatıs iğnesine, bir magnetik alanın etki ettiğini gösterir. Bu alana yerin magnetik alanı denir. Bu magnetik alanın alan çizgileri, bir çubuk mıknatısın etrafındaki magnetik alan çizgilerine benzemektedir. O halde yer küre, ekseni boyunca bir çubuk mıknatıs varmış gibi manyetik alan etkisi gösterir. Uzayın herhangi bir bölgesindeki mıknatıslayıcı alan H ile gösterilirse, magnetik alanın büyüklüğü; B0 = 0. H bağıntısı ile ifade edilir. Eğer, H mıknatıslayıcı alan içinde maddesel bir ortam (demir, nikel, kobalt, bizmut gibi) bulunursa, bu ortamda oluşan magnetik alanın büyüklüğü; B = . H bağıntısı ile ifade edilir. Bu durumda 0, uzay için magnetik geçirgenlik katsayısı iken, , maddesel ortamın magnetik geçirgenlik katsayısıdır. H ile gösterilen mıknatıslayıcı alanın SI birim sistemindeki birimi Amper/metre dir. Madde içindeki magnetik alan şiddeti B nin, boşluğun harhangi bir noktasındaki magnetik alan şiddeti B0 a oranına, maddenin bağıl magnetik geçirgenliği denir. B B0 = . H = 0. H 0 William Gilbert, yerin magnetik alanını oluşturan mıknatısın, S (Güney) ucunun coğrafi kuzey kutbuna, N (Kuzey) ucunun da coğrafi güney kutbuna yönelecek şekilde yerin merkezinde bulunduğunu önermiştir. Şekilde görüldüğü gibi, söz konusu mıknatısın kuzey-güney 0 doğrultusu, yerin dönme ekseni ile yaklaşık 11 lik açı yapmaktadır. Kuzey Yerin coğrafi kutuplarıyla magnetik kutupları çakışık olmadığından, pusula iğnesi yer N D üzerinde pek çok yerde coğrafi kuzey kutbunu göstermez. Bir pusula iğnesinin gösterdiği kuzeyS güney yönü ile coğrafi kuzeygüney doğrultusu arasında oluşan Güney açıya, sapma açısı denir. Bağıl magnetik geçirgenlik, b = ile ifade edilir. Boşluğun bağıl magnetik geçirgenliği 1’ e eşittir. Havanın bağıl magnetik geçirgenliği de 1 olarak alınır. Bir ortamın magnetik geçirgenliği, bu ortamın bağıl magnetik geçirgenliği ile boşluğun magnetik geçirgenliğinin çarpımına eşittir. Bu durumda, ortamın magnetik geçirgenliği; = b . 0 şeklinde hesaplanabilir. 3 Yer yüzündeki herhangi bir noktada sapma açısı sabit değildir. Bu değişime, dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesinin ve uzaydan gelen magnetik fırtınaların sebep olduğu söylenmektedir. Ankara’da ölçülen sapma 0 açısı batıya doğru 6 dir. ÖRNEK-3 : 0 Sapma açısının doğuya doğru 12 olduğu yerde bulunan bir helikopterin kuzeye gitmesi isteniyor. Buna göre helikopterin, pusula iğnesinin gösterdiğ yöne göre hangi yönde ve kaç derece saparak hareket etmesi gerekir? Pusulanın; kuzey yarım kürede kuzey ucu, güney yarım kürede ise güney ucu yere yakın olacak şekilde eğilir. Pusula iğnesinin yatay düzlemle yaptığı bu açıya, eğilme açısı denir. Eğilme açısı 0 magnetik kutuplara gidildikçe artar. Ankara’da değeri 60 dir. Yerin magnetik alan şiddetinin B, eğilme açısının olduğu bir yerde, alanın yatay bileşeni; S Bx = B . Cos düşey bileşeni; By = B . Sin olur. 0 ( Batı yönünde 12 ) By N ÖRNEK-4 : Bx Yerin magnetik alanının yatay bileşeninin 6.10-6 Wb/m2 olduğu bir yerde, yerin mıknatıslayıcı alanının yatay bileşeni ne kadardır? ( 0 = 4. 10-7 Wb/A.m dir.) B ( Hx= 15 A/m ) ÖRNEK-1 : Magnetik0 alan şiddetinin 4. 10-5 Wb/m2 olan bir yerde, eğilme açısı 53 dir. Buna göre magnetik alanın bu yerdeki yatay ve düşey bileşenlerini bulunuz. 0 0 ( Sin 53 = 0,8 ; Cos 53 = 0,6 ) (Bx= 2,4. 10-5 Wb/m2 ; By= 3,2. 10-5 Wb/m2 ) ÖRNEK-5 : 0 Eğilme açısının 60 olduğu bir yerde yerin magnetik alanının yatay bileşeni 3. 10-5Wb/m2 olduğuna göre, yerin magnetik alan şiddeti kaç Wb/m2 dir? 3 1 0 0 ( Sin 60 = ; Cos 60 = ) 2 2 ( B= 6.10-5 Wb/m2 ) ÖRNEK-2 : 0 Sapma açısının 15 doğuya doğru olduğu bir yerde bir uçak, sapma düzeltmesi yapmadan 50 km uçarsa, coğrafi kuzey yönünden hangi yöne doğru ne kadar uzaklaşmış olur? 0 ( Sin 15 = 0,26 ) ( 13 km doğuya doğru ) ÖRNEK-6 : Dünyanın üç farklı yerinde bulunan K, L ve M pusulalarının 0 0 0 eğilme açıları sırasıyla 30 , 45 ve 60 olarak tespit ediliyor. Buna göre, pusulaların bulunduğu yerlerin ekvatora uzaklıkları XK, XL ve XM arasındaki ilişki nasıldır? ( X M > XL > XK ) 4 1 MAGNETİZMA 4. 1. Bir çubuk mıknatıs kesilerek şekildeki gibi parçalara ayrılıyor. N M Ayrılan parçaların K, L, M uçlarının kutupları nedir? A) B) C) D) E) K L M N S S N S N N S N N N N N S S X Z Y S N N S L Buna göre, S I. X mıknatısı Y den uzaklaşır. II. Y ile Z mıknatısları birbirine doğru hareket eder. III. X ile Z mıknatısları aynı yönde hareket eder. yargılarından hangileri doğrudur? K B) Yalnız II D) I ve III 2. Bir çubuk mıknatıs önce tam ortasından iki eşit S N parçaya bölünüyor. Z Mıknatısın sol ucu da X Y yine tam ortasından iki eşit parçaya bölünerek şekildeki parçalar elde ediliyor. Buna göre, bu parçaların X, Y, Z uçlarının kutup işareti nedir? X Y Z A) S S S B) S N N C) N S S D) N N N E) S S N 5. d X 3. Bir çubuk mıknatıs şekil- K deki gibi parçalara ayırılıyor. Sürtünmesi önemsiz yatay zemin K üzerine I, II ve III teki gibi konulup serbest bırakılıyor. K I M L M L L D) I ve III B) I ve II C) Yalnız I E) Yalnız III 6. Özdeş X ve Y çubuk mıknatısları demir 1 bilyeye eşit uzaklıkta X yaklaştırılıp sabit tutuS N luyor. Buna göre, d d I. Demir bilye 1 yönünde hareket eder. II. Demir bilye hareket etmez. III. Demir bilye 2 yönünde hareket eder. yargılarından hangileri yanlıştır? 2 Y S N III hangilerinde mıknatısların hareket yönleri doğru olarak gösterilmiştir? A) Yalnız III L Y mıknatısı, yatay ve yalıtkan düzleme sabitlenmiş olan X ve Z mıknatıslarının arasına şekildeki gibi bırakıldığında dengede kalıyor. Buna göre, I. K ve L kutupları farklı cinstir. II. Z mıknatısının kutup şiddeti, X inkinden büyüktür. III. Y mıknatısının kutup şiddeti, Z ninkinden büyüktür. A) I, II ve III M II Z yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? Buna göre, L C) Yalnız III E) I, II ve III 2d Y K D) Yalnız II M S d d Sürtünmesi önemsiz yatay düzlemdeki özdeş X, Y, Z çubuk mıknatısları şekildeki konumda iken serbest bırakılıyor. A) Yalnız I K N B) Yalnız II C) I ve II E) I, II ve III A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) Yalnız III E) II ve III 7. İplerle asılı olan X ve yatay Y mıknatısları şekildeki gibi dengedeK L dir. X Y > olduğuna göre; I. X mıknatısının kütlesi, Y ninkinden daha büyüktür. II. Mıknatısların birbirine uyguladıkları magnetik kuvvetler aynı büyüklüktedir. III. K ve L kutupları farklı cinstir. N 11. Bir çubuk mıknatısın K uçlarındaki X, Y ve Z X demir çivileri şekildeki gibi dengededir. B) I ve II Z M Y Çubuk mıknatısın kutup L işaretleri verildiğine göre, I. X in K ucu S kutup işaretlidir. II. Y nin L ucu N kutup işaretlidir. III. Z nin M ucu N kutup işaretlidir. yargılarından hangileri doğrudur? yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I S C) I ve III D) II ve III A) Yalnız I E) I, II ve III B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) II ve III 4 8. Manyetik kutup şiddetleri 2.10 A.m olan iki mıknatıs arasındaki uzaklık 2 m dir. Mıknatısların zıt kutuplarının birbirine uyguladığı kuvvet kaç N olur? -7 2 ( K = 10 N/A ) A) 6 B) 8 C) 10 D) 12 X 12. N K E) 15 S A) 1/2 B) 1 C) 2 2d 2d h X Y Z A) S N S B) N S S N S C) N S N m m D) S S S E) S N N D) 3 Y Z Şekil-I deki gibi N ve S kutupları bilinen bir mıknatıs tam ortadan ikiye bölünüyor. Bölünen parçalardan KL kısmı alınıyor ve Şekil-II deki gibi yumuşak bir demir çubuğa yaklaştırılıyor. Buna göre demir çubuğun X, Y, Z noktalarının kutup işareti nedir? m N 9. Boyu d olan çubuk mıknatısın tam ortasından h yüksekteki m şiddetli N kutbunu, çubuk mıknatısın N kutbu F kuvveti ile itiyor. m kutbuna çubuk mıknatısın uyguladığı net kuvvet kaç F dir? L K L E) 4 K 10. K L M Taşıdıkları elektrik yükleri sıfır olan K, L, M çubukları şekildeki gibi dengededir. Bu çubuklardan hangileri kesinlikle mıknatıstır? X 13. Bir mıknatıs çubuğu ile X N S L ve Y demir çubukları Y yalıtkan yatay düzleme şekildeki gibi sabitlenM R P miştir. Buna göre K, L, M, P, R bölgelerinden hangileri N kutbu özelliğini kazanmıştır? A) L ve P B) L ve R C) M ve P D) K, M ve P E) L, M ve R A) Yalnız K B) Yalnız M C) K ve L D) K ve M E) L ve M Mehmet Necati YILMAZ Fizik Öğretmeni 2 MAGNETİZMA T1 1. S N S N T2 T3 S N d d N S Özdeş çubuk mıknatıslar, yatay ve sürtünmesi önemsiz zeminde Şekil-I ve Şekil-II deki gibi esnemez iplerle dengelenmiştir. İp gerilmelerinin büyüklükleri T1, T2 ve T3 olduğuna göre, I. T1 = T2 II. T1 < T2 III. T3 = 0 yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II C) Yalnız III E) II ve III 2. Birbirine ve tavana bağlı özdeş mıknatıslarla kurulan şekildeki düzenekte iplerde oluşan gerilme kuvvetlerinin büyüklükleri T1 ve T2 dir. İplerdeki gerilme kuvvetleri için, I. T1 = T2 dir. II. T2 > T1 dir. III. T1 > T2 dir. yargılarından hangileri doğru olabilir? A) Yalnız I T1 N S T2 S N B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III 4. Özdeş K, L çubuk mıknatısları T1 zıt kutupları birbirine bakacak biçimde Şekil-1 deki gibi K asılarak dengelendiklerinde iplerdeki gerilme kuvvetlerinin T2 büyüklüğü T1 ve T2 oluyor. Bu mıknatıslar Şekil-2 deki gibi L aynı kutupları birbirine bakacak biçimde asılıp dengelenirse T1 ve T2 nasıl değişir? T1 A) B) C) D) E) A) B) C) D) E) T1 Artar Değişmez Değişmez Azalır Artar T2 Artar Artar Değişmez Artar Değişmez T1 N X S T2 S N Y K T2 L T2 Artar Değişmez Değişmez Azalır Artar 5. Özdeş X, Y mıknatısları şekildeki I, II, III konumlarında dengedeyken X i tavana bağlayan iplerin gerilmeleri sırasıyla T1, T2, T3 oluyor. Buna göre, bu gerilmelerin büyüklükleri arasındaki ilişki nedir? A) T1 > T2 > T3 Artar Artar Değişmez Azalır Değişmez T1 T2 T3 S X S X S X d d N 2d Y N N B) T3 > T1 > T2 Y Y II I C) T1 = T3 > T2 3. Özdeş, X ve Y çubuk mıknatısları şekildeki gibi dengede iken ip gerilmeleri T1 ve T2 dir. Mıknatıslar ters çevrilmeden yerleri kendi aralarında değiştirilirse T1 ve T2 için ne söylenebilir? T1 III C) T1 > T2 = T3 E) T1 = T2 = T3 6. Sürtünmesiz eğik düzlem üzerinde kütlesi m= 1kg L olan özdeş K ve L mıknatısları ağırlığı önemsiz iplerle K birbirine bağlanmışlardır. Sistem şekildeki gibi o 37 dengede iken, ipte T gerilme kuvveti oluşuyor. Buna göre, T gerilme kuvveti kaç N olur? T 0 ( Sin 37 = 0,6 ) A) 6 B) 8 C) 10 D) 12 E) 15 A) Yalnız I 8. B) I ve II D) II ve III S N I S L Y 7. X ve Y mıknatısları I ve II d nolu duvarlar arasında X şekildeki konumda denge- I de kalıyor. I nolu duvara etki eden kuvvet, I. X mıknatısının ağırlığı II. Y nin X e uyguladığı magnetik kuvvet III. Y mıknatısının ağırlığına niceliklerinden hangilerine bağlıdır? II A) B) C) D) E) C) I ve III E) I, II ve III S N N III II Özdeş çubuk mıknatısların birer uçları birbirine yaklaştırıldığında magnetik alan çizgileri belirli yönlere yönelirler. Buna göre, I, II ve III te verilen mıknatıs uçlarındaki magnetik alan çizgileri hangilerinde doğru verilmiştir? A) Yalnız I 11. X, Y, Z mıknatıslarının K ile L ve M ile P kutupları arasındaki kuvvet çizgileri şekildeki gibidir. K Buna göre K, L, M, P kutuplarının cinsi için X aşağıda verilenlerden hangisi doğru olabilir? B) Yalnız II D) I ve II K N N N S S L N N S N S A) P B) K M L d d S C) L N d T D) M E) T M 10. Yatay düzlemdeki çubuk mıknatısın K noktasında L B oluşturduğu magnetik alan K 1 2 vektörü B, şekilde verilmiştir. Buna göre, L ve M noktalarındaki magnetik alan vektörlerinin yönü, I. L de 1 yönündedir. II. M de 2 yönündedir. III. L de 2 yönündedir. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve II P S N N N N L d S O N Y N S d S O N S N d Z S N O d S P Z M S S N S N X S N N P A) Yalnız K B) Yalnız L C) Yalnız M D) K ve L E) L ve M 13. 9. Birbirine paralel olacak şekilde sabitlenen özdeş mıknatısların P, K, L, M, T noktalarının hangisinde oluşturdukları bileşke magnetik alan sıfır olur? M 12. Yalıtkan yatay düzleme saM bitlenmiş bir çubuk mıknatısın etrafında şekildeki konumda bırakılan K, L, M K pusulalarından hangileri bırakıldığı konumda dengede kalabilir? (Yerin magnetik alanı önemsenmiyor.) C) Yalnız III E) II ve III K Y C) Yalnız III E) II ve III Özdeş çubuk mıknatıslar O noktasından geçen dik eksenler etrafında dönebilen X, Y, Z pusulalarına yaklaştırılıp sabit tutuluyor. Pusulalar serbest bırakılırsa, hangileri saat ibresi yönünde döner? A) Yalnız X B) Yalnız Y C) Yalnız Z D) X ve Y E) Y ve Z 14. Özdeş X ve Y çubuk O mıknatısları O nokY X d d tasından geçen dik L K eksen etrafında dönebilen pusulaya eşit uzaklıkta sabit tutuluyor. Pusulanın konumu değişmediğine göre, X ve Y mıknatıslarının K ve L uçlarının kutup işareti; K L I. S S II. N N III. S N I, II ve III te verilenlerden hangileri olabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ya da II C) Yalnız III E) II ya da III Mehmet Necati YILMAZ Fizik Öğretmeni 3 MAGNETİZMA 1. Çelik bir çubuğu mıknatıs haline getirebilmek için; I. Bir mıknatısın aynı kutbunu her defasında aynı yönde çubuk boyunca sürtmek. II. Isıtmak III. Yünlü kumaşa sürtmek -4 2 5. Şiddeti 2.10 Wb/m olan bir magnetik alan içerisinde 0 2 alan çizgileriyle 30 lik açı yapan 0,4 m lik bir 0yüzeyden geçen magnetik akı kaç Wb’ dir? ( Cos 60 = 0,5 ) A) 2.10 5 -3 -5 B) 4.10 C) 2.10 D) 4.10 -5 E) 5.10 -5 işlemlerinden hangileri yapılmalıdır? A) Yalnız I B) Yalnız II D) I ve III C) I ve II E) II ve III 2. Belli bir eğimle tutularak, çekiçle birkaç defa vurulan demir çubuk mıknatıs halini alır. Bunun sebebi aşağıdakilerden hangisi olabilir? A) Çubuğun vurma sonucu ısınması B) Çubuğa enerji aktarılması C) Yerin magnetik alanında ani hareket ettirilen çubuğun sürtünmeyle mıknatıslanması D) Çubuğun dokunma yolu ile mıknatıslanması E) Çubuğun etki yolu ile mıknatıslanması 2 B) 10 A) 2.10 C) 12 D) 15 E) 20 2 -3 B) 2.10 C) 1.10 -3 -5 D) 1.10 -5 E) 5.10 C) 0,3 B) 0,8 C) 1,6 D) 2 E) 2,4 2 4. Kutup şiddetleri 10 Wb/m ve 40 Wb/m olan iki kuzey kutbu arasında 0,6 m uzaklık bulunmaktadır. Buna 2 göre şiddeti 10 Wb/m lik kutuptan kaç m uzaklıkta manyetik alan şiddeti sıfır olur? B) 0,2 -5 7. Düzgün bir magnetik alan içinde bir yüzeyin normali ile 0 alan çizgileri arasındaki açı 37 olduğu zaman yüzeyden geçen magnetik akı, yüzeyle alan çizgileri arasın0 daki açının 30 olduğu zaman yüzeyden geçen magnetik akının kaç katıdır? 0 0 ( Cos 37 = 0,8 ; Cos 60 = 0,5 ) A) 0,5 A) 0,1 2 2 3. Kutup şiddetleri 5 Wb/m ve 20 Wb/m olan iki kuzey kutbu arasında 30 cm uzaklık bulunmaktadır. Buna 2 göre şiddeti 5 Wb/m lik kutuptan kaç cm uzaklıkta manyetik alan şiddeti sıfır olur? A) 5 -2 6. Şiddeti 2.10 Wb/m olan bir magnetik alan içinde kenarları 0,2 m ve 0,5 m olan dikdörtgen şeklindeki bir yüzeyin normali ile magnetik alan çizgileri arasındaki 0 açı 60 dir. Yüzey magnetik alan çizgilerine dik duruma getirilirse magnetik akı değişimi kaç Wb olur? D) 0,4 E) 0,5 8. Düzgün bir magnetik alan içinde bulunan bir yüzeyden geçen magnetik akı, bu yüzey magnetik alan çizgilerine dik olduğunda geçen akının yarısı kadardır. Yüzeyin alan çizgileriyle yaptığı açı kaç derecedir? A) 0 B) 30 C) 45 D) 60 E) 90 -5 2 9. Manyetik alan şiddeti 3.10 Wb/m olan bir mıknatısın 2 kesiti 0,3 m dir. Bu mıknatısın manyetik akısı kaç Wb dir? -5 A) 9.10 -6 B) 9.10 -4 C) 9.10 -6 D) 1.10 E) 1.10 -5 -5 2 14. Yerin magnetik alan şiddetinin 6.10 Wb/m olduğu bir 0 yerde eğilme açısı 53 dir. Bu yerde mıknatıslayıcı alanın yatay bileşenini bulunuz. -7 0 ( = 3 , 0= 4.10 Wb/A.m , Cos 53 = 0,6 ) A) 10 B) 20 C) 30 D) 40 E) 50 -5 10. Dünya2 magnetik alanının yatay bileşeninin 16.10 Wb/m olduğu bir bölgede, Dünya’nın mıknatıslayıcı alanının yatay bileşeni kaç A/m dir? -7 ( 0= 4.10 Wb/A.m ) A) 400 B) 300 C) 200 D) 100 E) 50 5 15. Yerin magnetik alan şiddetinin -5 2 .10 Wb/m oldu- 3 0 ğu bir yerde eğilme açısı 37 ise bu yerde mıknatıslayıcı alanın yatay bileşeninin büyüklüğü ne kadardır? -7 ( 0= 4.10 Wb/A.m ) A) 10 B) 15 C) 20 D) 25 E) 30 -4 11. Magnetik geçirgenliği 3.10 Wb/A.m olan kobaltın bağıl magnetik geçirgenliğini bulunuz? -7 ( = 3 , 0= 4.10 Wb/A.m ) A) 50 B) 100 C) 150 D) 250 E) 300 12. Bağıl magnetik geçirgenliği 600 Wb/A.m olan nikel bir -2 2 çubuk içindeki magnetik alan şiddeti 3,6.10 Wb/m dir. Nikelin bulunduğu ortamdaki mıknatıslayıcı alan -7 şiddetini bulunuz? ( = 3 , 0= 4.10 Wb/A.m ) A) 50 B) 100 C) 200 D) 300 16. Aşağıdakilerden hangisi paramagnetik bir madde için doğrudur? I. Bağıl magnetik geçirgenlik katsayıları 1’ den biraz büyüktür. II. Kuvvetli bir magnetik alana yerleştirildiklerinde, içlerinde alanla zıt yönde zayıf bir magnetik alan oluşur. III. Kuvvetli bir magnetik alana konulduklarında, alanın kuvvetli olduğu yöne doğru çekilirler. A) I ve III B) Yalnız III D) Yalnız II C) I, II ve III E) I ve II E) 400 0 13. Sapma açısının 10 batıya olduğu bir yerde bir uçak, sapma düzeltmesi yapmadan pusula yönünde 200 km uçuyor. Buna göre; coğrafi kuzey yönünden hangi 0 yöne doğru, kaç km uzaklaşmış olur? ( Sin 10 = 0,17 ) 17. Aşağıdakilerden hangisi ya da hangileri ferromagnetik bir madde için yanlıştır? I. Bağıl magnetik geçirgenliği 1’den küçüktür. II. Magnetik alan içine konulduklarında çok kuvvetli olarak mıknatıslanırlar. III. Mıknatıs elde etmek için kullanılırlar. A) Yalnız I D) I veII B) Yalnız II C) Yalnız III E) I, II ve III A) Kuzey - Batı, 170 B) Kuzey - Batı, 34 C) Kuzey - Batı, 17 D) Kuzey - Doğu, 17 E) Kuzey - Doğu, 20 Mehmet Necati YILMAZ Fizik Öğretmeni