10. Sınıf Meb Fizik Ders Kitabı Sayfa 259-269 Cevapları

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 259 Cevapları

Soru 1/a Basit elektrik devresi ile su kaydırağı arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları tespit ederek yazınız.

Kısa Cevap: Basit elektrik devresi ile su kaydırağı; enerji kaynağı, akış ve kontrol bakımından benzer, hareket eden varlık ve enerji türü bakımından farklıdır.

Benzerlikler

1. Pompa, elektrik devresindeki pil (üreteç) ile aynı işlevi görür.
2. Vana, elektrik devresindeki anahtar gibi akışı başlatır veya durdurur.
3. Kaydırağın dar ve eğimli yapısı, devredeki dirence benzer.
4. Suyun kaydıraktan akması, elektrik devresindeki akımın dolaşmasına benzetilir.

Farklılıklar

1. Su kaydırağında mekanik enerji, elektrik devresinde elektrik enerjisi kullanılır.
2. Kaydırakta su molekülleri, devrede elektronlar hareket eder.
3. Su akışı gözle görülebilirken, elektrik akımı doğrudan gözlemlenemez.
4. Elektrik akımı, suya göre çok daha hızlı gerçekleşir.

Soru 1/b Benzerliklere dayalı olarak, basit elektrik devresindeki potansiyel fark, elektrik akımı ve direncin tanımlarına ilişkin çıkarımlarınızı yazınız.

Kısa Cevap: Potansiyel fark akımı oluşturan enerjidir, elektrik akımı yüklerin hareketidir, direnç ise bu harekete karşı koyan etkidir.

Potansiyel Fark: Elektrik yüklerini hareket ettiren enerji farkıdır.
Su kaydırağında suyun yukarı taşınması için verilen enerjiye benzer.

Elektrik Akımı: Elektronların iletken boyunca düzenli hareketidir.
Kaydıraktan aşağı akan su gibi sürekli bir akış söz konusudur.

Direnç: Elektrik akımının geçişine karşı gösterilen zorluktur.
Kaydırağın daralması suyun akışını yavaşlattığı gibi, direnç de akımı azaltır.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 260 Cevapları

Soru 2-a) Musluklardan akan suyun akış hızı ve açık kalma süresi arttıkça kaplarda biriken su miktarı nasıl değişir?

Kısa Cevap: Biriken su miktarı artar.

Ayrıntılı Cevap: Akış hızı arttıkça kaba birim zamanda daha fazla su dolar. Musluk daha uzun süre açık kalırsa toplam su miktarı artar. Bu durum elektrik devresinde akım ve zaman arttıkça geçen yükün artmasına benzer.

Soru 2-b) Bu modeli elektrik devresiyle ilişkilendiriniz.

• Kapta biriken su → Yük (q)
• Suyun akış hızı → Akım (I)
• Açık kalma süresi → Zaman (t)

➡ q = I · t

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları – Sayfa 261

Soru 3-a) Tablo 1’e göre V–I grafiğini çiziniz.

Cevap: Grafik orijinden geçen doğrusal bir doğrudur.

Soru 3-b) Tablo 2’ye göre V–I grafiğini çiziniz.

Cevap: Bu grafik de doğrusaldır ancak eğimi daha küçüktür.

Soru 3-c) Grafikleri karşılaştırınız.

Cevap: Her iki grafikte de V ile I doğru orantılıdır. Direnci büyük olan devrede akım daha azdır.

Soru 3-ç) Potansiyel fark ile elektrik akımı arasındaki ilişkiyi açıklayınız ve Ohm Yasası’nı yazınız.

Cevap: Potansiyel fark arttıkça elektrik akımı artar. Bu ilişki Ohm Yasası ile açıklanır.

Ohm Yasası: V = I · R

Soru 3-d) Dirençleri hesaplayınız ve yorumlayınız.

Yorum: Direnç arttıkça elektrik akımı azalır.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 262 Cevapları

Şekil a seri, Şekil b paralel, Şekil c ve Şekil ç birleşik devredir.
Eşdeğer dirençler: 15 Ω – 1,5 Ω – 8 Ω – 6 Ω
Yanlış çıkarım: D seçeneği
Ütüde daha verimli devre: Şekil ç

4. Soru: Bir grup öğrenci, dirençlerin bağlanma türlerinin devreden geçen akıma etkisini incelemek için V = 15 V’luk bir üreteç ile R₁ = 3 Ω, R₂ = 6 Ω ve R₃ = 6 Ω dirençlerini kullanarak seri, paralel ve birleşik devreler kuruyor. a, b, c ve ç devrelerinde ölçülen akımlar sırasıyla I₁, I₂, I₃ ve I₄’tür.

a) Seri, paralel ve birleşik bağlanmayı tanımlayarak devreleri belirleyiniz.

Seri bağlanma: Dirençlerin uç uca bağlandığı, akımın tek yol izlediği bağlanma türüdür.

Paralel bağlanma: Dirençlerin uçlarının ortak noktalara bağlandığı, akımın kollara ayrıldığı bağlanma türüdür.

Birleşik bağlanma: Aynı devrede hem seri hem paralel bağlantıların birlikte kullanılmasıdır.

Devre türleri:

• Şekil a → Seri
• Şekil b → Paralel
• Şekil c → Birleşik
• Şekil ç → Birleşik

b) Devrelerin eşdeğer dirençlerini hesaplayınız.

Şekil a (Seri)

Req = R₁ + R₂ + R₃ = 3 + 6 + 6 = 15 Ω

Şekil b (Paralel)

1/Req = 1/3 + 1/6 + 1/6 = 2/3
Req = 1,5 Ω

Şekil c (Birleşik)

• R₁ ve R₂ paralel → 2 Ω
• Bu kol R₃ ile seri → Req = 2 + 6 = 8 Ω

Şekil ç (Birleşik)

• R₂ ve R₃ paralel → 3 Ω
• Bu kol R₁ ile seri → Req = 3 + 3 = 6 Ω

Sonuç Tablosu:

• Şekil a: 15 Ω
• Şekil b: 1,5 Ω
• Şekil c: 8 Ω
• Şekil ç: 6 Ω

c) Eşdeğer dirençle ilgili verilen çıkarımlardan hangisi yanlıştır?

Yanlış ifade: D seçeneği

Seri devrede eşdeğer direnç, devredeki en büyük dirençten küçük olamaz; tam tersine hepsinin toplamıdır.

ç) Ütü tasarımı açısından hangi devre daha verimlidir? Açıklayınız.

Eşdeğer direnç küçüldükçe devreden geçen akım artar ve ısınma hızlanır.

• Şekil c → 8 Ω
• Şekil ç → 6 Ω

Bu nedenle ütüde verimi artıran devre: Şekil ç’dir.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 263 Cevapları

Soru 5: Pillerin Bağlanması ile İlgili Devreler

Fuat, her biri 2 V olan özdeş pilleri farklı şekillerde bağlayarak devreler kurmaktadır.

a) Aşağıdaki tabloda pillerin bağlanma türlerine göre istenen bilgileri yazınız.

• Seri bağlı pillerde gerilim artar.
• Paralel bağlı pillerde akım artar.
• Birleşik bağlamada hem gerilim hem akım değişebilir.

Kavram Açıklamaları (Önemli)

Seri bağlama:

• Gerilimler toplanır
• Akım değişmez

Paralel bağlama:

• Gerilim sabit kalır
• Akım artar

Birleşik bağlama: Hem gerilim hem akım devreye göre değişir

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 264 Cevapları

Soru 5-b Hangi devre daha uzun süre ışık verir?

Cevap: 6 numaralı devre, paralel bağlı pillerden oluştuğu için daha uzun süre ışık verir.

Soru 5-c Hangi devre daha parlak ışık verir?

Cevap: 3 numaralı devre, seri bağlı pillerden oluştuğu için potansiyel farkı büyük ve ışığı daha parlaktır.

Soru 6 Ali, akşam yatmadan önce telefonunu şarj etmek için prize taktı. Sabah uyandığında telefon şarj aletinin kablosunun hafif aşındığını fark etmesine rağmen şarj aletini prizden çıkarmadı. Bir süre sonra şarj aletinin ısındığını ve prizden kıvılcım çıktığını fark etti. Buna göre:

Soru 6-a Elektrik akımının oluşturabileceği bu ve bunun gibi tehlikelere karşı alınması gereken önlemler hakkında bilgi edinmek için hangi bilgi kaynaklarını kullanmayı tercih edersiniz? Gerekçeleriyle açıklayınız.

Cevap: Resmî kurumların (MEB, AFAD, TSE, Enerji kurumları) yayınları, ders kitabı ve güvenilir bilimsel kaynaklar ile uzmanların (elektrik mühendisleri, öğretmenler) açıklamalarını tercih ederim. Çünkü bu kaynaklar denetlenir, kanıta dayanır ve yanlış bilgi verme ihtimali daha düşüktür.

Soru 6-b - Ali’nin karşılaştığı problemi yaşamamak için alınması gereken önlemleri yazınız.

• Aşınmış/hasarlı kabloyu kesinlikle kullanmamak, şarj aletini değiştirmek.
• Şarj sırasında aşırı ısınma olursa hemen fişi prizden çekmek.
• Cihazı prizden çıkarırken kablodan değil fişten tutmak.
• Uzatma kablosu/çoklu priz aşırı yüklenmemeli.
• Şarj aleti yanıcı yüzeylerin (yatak, yorgan, yastık) üstünde bırakılmamalı.
• Orijinal ve güvenli ürün (TSE/CE vb.) kullanılmalı; priz ve tesisat kontrol edilmeli.

Soru 6-c Elde ettiğiniz bilgilerin doğruluğunu nasıl kontrol ettiniz? Bilginin güvenilir olduğunu anlamak için hangi yöntemleri veya kriterleri kullandınız?

Cevap: Bilgiyi en az iki güvenilir kaynaktan karşılaştırarak kontrol ederim. Kaynağın resmî/uzman olması, bilginin güncel olması, kanıta/standarta (TSE vb.) dayanması ve farklı güvenilir kaynaklarla tutarlı olması kriterlerini kullanırım.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 265 Cevapları

Soru 6 (c) : Elektrik kazalarının önlenebilmesi ile ilgili alınabilecek tedbirleri içeren ifadelerden doğru olanların başına “D”, yanlış olanların başına “Y” yazınız. Yanlış verilen ifadelerin doğrusunu yanlarındaki boş bırakılan alana yazınız.

1. D – Devredeki iletken tellerin etrafı yalıtkan maddelerle kaplanmış olmalıdır.
2. Y – Doğrusu: Islak ve nemli ortamlarda çalışılmamalıdır.
3. D – Kısa devre durumlarına karşı devreye sigorta bağlanmalıdır.
4. Y – Doğrusu: Akım taşıyan tellere çıplak elle dokunulmamalıdır.
5. D – Devrede işlem yapılacaksa teller yalıtkan kaplı pense (veya yalıtkan eldiven) gibi araçlarla tutulmalıdır.
6. D – İletken tellerin ısınması sonucu yangın tehlikesi oluşabileceğinden, kullanılmayan elektrikli cihazların elektrik bağlantıları kesilmelidir.

7. Soru: Van de Graaff (Van d Graaf) jeneratörü, hareket eden bir kayış yardımıyla içi boş bir metal küreye yüksek gerilim biriktirmeye yarayan bir elektrostatik jeneratördür. Bir bilim müzesine şekildeki gibi Van de Graaff jeneratörünü deneyen bir öğrenci, jeneratöre dokunduğunda saçlarının dikildiğini fark eder. Bu deney sırasında öğrenciye “vücudunda oluşan yük dengesizliği ve toprağa dokunmanın bu durumu nasıl etkileyebileceği” açıklanır. Buna göre:

a) Soru: Jeneratöre dokunduğunda öğrencinin saçları neden dikilmiştir?

Cevap: Öğrencinin vücudunda elektrik yükü birikir ve saç telleri aynı cins yükle yüklenir. Aynı cins yükler birbirini ittiği için saç telleri birbirinden uzaklaşarak havaya doğru dikleşir.

b) Soru: Eğer öğrenci jeneratöre dokunduktan sonra metal bir nesneye ya da toprağa dokunsaydı ne olurdu?

Cevap: Öğrenci metal bir nesneye veya toprağa dokunursa vücudundaki fazla yük boşalır (topraklanır). Böylece saç tellerindeki yük birikimi azalır/ortadan kalkar, saçlar eski hâline döner; boşalma anında kısa süreli bir elektrik akımı oluşabileceği için hafif bir çarpılma da hissedebilir.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 266 Cevapları

c) Metal bir kapı koluna dokunulduğunda çarpılma hissinin oluşmasının ve bu durumun özellikle kış aylarında daha sık yaşanmasının nedenlerini açıklayınız.

Cevap: Kuru hava, statik elektrik birikimini artırabilir. Ancak hava koşulları bölgeden bölgeye değişiklik gösterebilir. Bazı bölgelerde kış aylarında hava kuru olabilirken bazı bölgelerde ise daha nemli olabilir. Kuru havada kıyafetlerin birbirine sürtünmesiyle vücutta yük birikebilir. Biriken bu yükler metal bir yüzeye dokunulduğunda iletken üzerinden hızla toprağa akarak küçük bir elektrik akımı oluşturur ve hafif bir çarpılma hissine neden olabilir.

Soru: 8) Vana açıldığında suyun akışı ve şekil 3’te yüklerin hareketi örnek alınarak elektrik akımı açıklanıyor. Buna göre…

Soru: a) İletken telde elektrik akımı oluşmasının hangi değişkenlere bağlı olduğunu kısaca açıklayınız.

Cevap: Elektrik akımı, iletkenden geçen yük miktarına (q) ve bu yüklerin geçiş süresine (t) bağlıdır. Ayrıca akımın oluşabilmesi için iletkenin uçları arasında potansiyel fark (gerilim) bulunması gerekir.

Soru: b) İletkenin t sürede üzerinden geçen yük miktarı iki katına çıkarıldığında elektrik akımının büyüklüğü için ne söylenebilir?

Cevap: Akım I = q/t olduğundan, q iki katına çıkarsa (t sabitken) elektrik akımı da iki katına çıkar.

Soru: c) İletkenin üzerinden geçen yük miktarının kesit alanından 2t sürede geçmesi durumunda elektrik akımının büyüklüğü için ne söylenebilir?

Cevap: I = q/t olduğundan, aynı q yükü 2t sürede geçerse akım yarıya düşer. Yani elektrik akımı başlangıç değerinin 1/2’si olur.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 267 Cevapları

Ohm Yasası: V = I · R (veya I = V / R) bağıntısı ile bulunur. Şemada ampermetre seri, voltmetre ise dirence paralel bağlandığı için doğru seçenek A’dır.

Soru 9(a) : “Üreteç değeri 1,5 V iken ampermetre ve voltmetrede okunan değerler tabloda verilmiştir. Tabloda boş bırakılan alanları doldurunuz. Elektrik akımı, direnç ve potansiyel fark arasındaki ilişkiyi belirleyerek Ohm Yasası’nın matematiksel modelini yazınız.”

Ohm Yasası (matematiksel model): V = I · R (eşdeğer: I = V / R, R = V / I)
Yorum: Potansiyel fark arttıkça akım artar; direnç sabit kalır.

Soru 9(b) : “Lambanın devreden çıkarılması durumunda voltmetre ve ampermetrenin gösterdiği değerleri Ohm Yasası’nı kullanarak bulunuz.”

Lamba çıkarılınca devrede yalnızca R direnci kalır. Bu durumda direnç üzerindeki gerilim üreteç gerilimine eşit olur ve I = V / R uygulanır.
(Tabloda direnç 1 Ω olduğundan I sayısal olarak V’ye eşit çıkar.)

Cevap (Tablo):

Soru 9(c) : “Yukarıdaki elektrik devresinin şematik gösterimi aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?”

Cevap: A şıkkı.
Gerekçe: Ampermetre devreye seri, voltmetre dirence paralel bağlanmıştır.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 268 Cevapları

Voltmetre seri bağlandığı için 2 numaralı lambadan akım geçmez ve lamba yanmaz. 12 V’ta ampermetre 6 A, voltmetre 0 V okur.

a) 2 numaralı lamba neden yanmaz, ampermetre kaç A gösterir?

Gerekçe: İdeal voltmetrenin direnci çok büyüktür; seri bağlanınca devreyi keser. Bu nedenle 2. lambaya akım ulaşmaz.
Hesap (12 V): Etkin direnç 2 Ω → I = 12 / 2 = 6 A
➡️ Ampermetre: 6 A

b) İki lambanın da yanması için doğru bağlantı

• Ampermetre: seri
• Voltmetre: ölçülecek lambaya paralel

➡️ Voltmetre 2 numaralı lambanın uçlarına paralel bağlanır, ampermetre ana kola seri alınır.

c) Doğru bağlantıda (12 V) ölçümler

Toplam direnç: 4 Ω
Akım: I = 12 / 4 = 3 A → Ampermetre: 3 A
2. lambanın gerilimi: V = I · R = 3 · 2 = 6 V → Voltmetre: 6 V

ç) İlk durum 8 V olursa

Etkin direnç: 2 Ω
Akım: I = 8 / 2 = 4 A → Ampermetre: 4 A
Voltmetre: 0 V

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 269 Cevapları

Ohm Yasası ile ilgili doğru ifade yalnız I’dir. Uzun süreli aydınlatma için paralel bağlantı, en parlak aydınlatma için seri bağlantı tercih edilir.

10(d) Ohm Yasası ile ilgili ifadeler

İfadeler:

• I. Bir devrede potansiyel fark sabit tutulursa direnç artırıldığında akım azalır.
• II. Ampermetre devredeki toplam akımı ölçmek için paralel bağlanmalıdır.
• III. Voltmetrenin iç direnci sıfıra yakın olduğu için üzerinden akım geçer.

Değerlendirme:

• I → Doğru (V sabitken R artarsa I azalır).
• II → Yanlış (Ampermetre seri bağlanır).
• III → Yanlış (Voltmetrenin iç direnci çok büyüktür, akım geçmez).

Doğru cevap: A) Yalnız I

11. Soru Şehrinde sık sık elektrik kesintisi yaşanan Fahri, evine bir acil durum aydınlatma sistemi kurmak ister. Bunun için 8 adet özdeş şarj edilebilir pil, üç lamba ve bağlantı kablolarını aşağıdaki gibi seri, paralel veya birleşik olarak bağlar.

11(a) Tabloyu dolduralım

11(b) Lambanın uzun süre ışık vermesi için hangi bağlantı seçilmelidir?

Cevap: Paralel bağlantı tercih edilmelidir.
Gerekçe: Paralel devrede her lamba ayrı pil gibi çalışır, akım bölüşülür ve piller daha geç tükenir. Bu nedenle çalışma süresi en uzundur.

11(c) Lambanın en parlak çalışması için hangi bağlantı seçilmelidir?

Cevap: Seri bağlantı tercih edilmelidir.
Gerekçe: Seri bağlantıda devrenin toplam potansiyel farkı artar, lambalar daha fazla enerji alır ve daha parlak yanar.