11. sınıf Fizik ders kitabı sayfa 207-209 cevapları, akım makarasının alan yönünü ve alan büyüklüğünü etkileyen değişkenleri açıklamaktadır. Etkinliğin deney, modelleme ve değerlendirme bölümleri aşağıda sırasıyla verilmiştir.
11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 207 Cevapları MEB Yayınları
6. Etkinlik: Akım Makarasının Manyetik Alanı
Soru 1-a: Makaranın alan çizgilerini gösterip alanın yönünü nasıl belirlediğinizi açıklayınız. Kısa Cevap: İç alan sola yönelir. Sol uç N, sağ uç S olur. Açıklama: Akımın sarımlardaki yönü sağ elin kıvrılan parmaklarıyla eşleştirilir. Başparmak sola baktığı için iç alan bu yöndedir. İçeride S’den N’ye, dışarıda N’den S’ye yönelen çizgilerle alan tamamlanır.
Soru 1-b: Manyetik alanın büyüklüğünü hangi değişkenler etkileyebilir? Kısa Cevap: Akım, sarım sayısı, makara boyu ve ortamın manyetik geçirgenliği etkilidir. Örnek Cevap: Daha büyük akımın ve daha yoğun sarımın alanı artıracağını düşünüyorum. Aynı sarım sayısıyla makara uzatılırsa alanın azalmasını bekliyorum.
11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 208 Cevapları MEB Yayınları
Hipotez Kurma ve Deney Tasarlama
Soru 2: Boy, akım ve sarım sayısının alan üzerindeki etkisini tahmin ediniz. Kısa Cevap: Diğer koşullar sabitken boy artışı alanı azaltır; akım ve sarım artışı alanı büyütür. Açıklama: Sarım sayısı korunarak boy uzatılırsa birim uzunluğa daha az sarım düşer. Akım artırıldığında sarımların alan katkısı güçlenir. Boy değişmeden sarım eklenmesi de alanı artırır.
Soru 3: Alan büyüklüğüyle ilgili hipotezler oluşturunuz. Kısa Cevap: Alanın akım ve sarım yoğunluğuyla doğru orantılı olduğu ileri sürülebilir. Örnek Cevap: Diğer değişkenler sabitken akımı yarıya indirirsem alanın yarıya düşmesini beklerim. Sabit uzunlukta sarım sayısını üç katına çıkarırsam alan üç katına çıkar. Toplam sarım ve akım sabitken boyu iki katına çıkarırsam alan yarıya iner.
4. Basamak: Öğretmeninizin rehberliğinde grupları oluşturup görev paylaşımı yapınız.
Soru 5: Hipotezlerinizi sınayacak deneylerin araç gerecini ve aşamalarını yazınız. Kısa Cevap: Merkezdeki alan, akım, sarım sayısı ve boy ayrı ayrı değiştirilerek ölçülür. Örnek Cevap: Akım makarası, ayarlı düşük gerilimli kaynak, ampermetre, alan sensörü, cetvel, anahtar ve bağlantı telleri kullanırım. Her ölçüm serisinde yalnız araştırdığım değişkeni değiştiririm.
Uygulama sırası:
- Devreyi kurup alan sensörünü makaranın merkez eksenine yerleştiriniz.
- Aynı makara üzerinde akımı değiştirerek alanı ölçünüz.
- Akımı ve uzunluğu sabit tutup farklı sarım sayılarıyla karşılaştırma yapınız.
- Akımı ve toplam sarımı koruyarak makara boyunu değiştiriniz.
- Sensörün merkezde bulunduğunu ve akımın istenen değerde olduğunu kontrol ediniz.
- Makara yarıçapını ve ortamı sabit tutunuz. Bağlantıları devre açıkken değiştiriniz.
Soru 6: Akım ve uzunlukla ilgili topladığınız verileri yazınız. Kısa Cevap: Alanın akımla doğru, uzunlukla ters orantılı değişmesi beklenir. Örnek Cevap: Aşağıdaki karşılaştırmalar ideal bağıntıdan elde edilen örneklerdir. Kendi ölçümlerinizi deney sonuçlarına göre yazınız. Ortam ve sarım sayısı sabit kabul edilmiştir.
Akım i, boy L → Alan B.
Akım 3i, boy L → Alan 3B.
Akım i/2, boy L → Alan B/2.
Akım i, boy 2L → Alan B/2.
7. Basamak: Karekoddan simülasyonu açınız.
Basamak 8: Simülasyonda değişkenleri değiştirip alanı gözlemleyiniz. Kısa Cevap: Akım veya sarım sayısı arttığında alan büyür. Sarım sayısı sabitken boy artarsa alan küçülür. Örnek Gözlem: Akım büyüdüğünde alanın güçlendiğini, akım yönü ters çevrildiğinde ise kutupların yer değiştirdiğini gözlemleyebilirim. Akım ve sarım yönü korunuyorsa yalnız boy veya sarım sayısı değişikliği alan yönünü tersine çevirmez.
Soru 9: Alanın akım ve uzunlukla ilişkisini açıklayınız. Kısa Cevap: Diğer koşullar sabitken B ∝ i ve B ∝ 1/L. Açıklama: Daha büyük akım daha büyük alan oluşturur. Aynı sarımlar daha uzun bir bölgeye yayıldığında sarım yoğunluğu ve alan küçülür.
11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 209 Cevapları MEB Yayınları
Matematiksel Model ve Sorular
Soru 10: Makaranın alan büyüklüğünü matematiksel olarak ifade ediniz. Kısa Cevap: B = (4 · π · K · N · i) / L. Açıklama: N sarım sayısı, i akım büyüklüğü, L boy ve K ortam katsayısıdır. Model uzun, sık sarımlı makaranın uç etkileri ihmal edilen iç bölgesi için kullanılır.
Sarım yoğunluğu: n = N/L
Eş değer bağıntı: B = 4 · π · K · n · i
Soru 11-a: Akım üç katına çıktığında alan kaç katına çıkar? Kısa Cevap: Üç katına çıkar. Çözüm: Alan akımla doğru orantılıdır. Diğer koşullar aynı kaldığında akımın üç kat olması alanın da üç kat olması demektir.
i′ = 3i → B′ = 3B
Soru 11-b: Boy iki, sarım sayısı dört katına çıkarılırsa alan kaç katına çıkar? Kısa Cevap: İki katına çıkar. Çözüm: Yeni sarım yoğunluğu 4N/2L = 2N/L olur. Akım ve ortam korununca alan iki katına çıkar.
B′ = (4/2) · B = 2B
Değerlendirme
Soru 1: Akım makarasının alan çizgilerini ve akım yönünü çiziniz. Kısa Cevap: Üst uç N seçilirse iç alan yukarı, dış alan üst uçtan alt uca yönelir. Üstten bakıldığında akım saat yönünün tersinedir. Açıklama: Bu seçim, verilen çubuk mıknatısın kutuplarıyla aynıdır. İç çizgiler S’den N’ye, dış çizgiler N’den S’ye tamamlanır. Akım ve bütün alan okları birlikte ters çevrilirse kutuplar da ters olur.
Soru 2: Uzun ve sık sarımlı makaranın içindeki iki noktada alanları karşılaştırınız. Kısa Cevap: İdeal iç bölgede B1 = B2. Açıklama: Uç etkilerinden uzak bölgede yaklaşık düzgün alan oluşur. Bu nedenle iki iç noktadaki alan büyüklükleri eşit kabul edilir.
Soru 3: Doğru ifadeleri işaretleyiniz. Kısa Cevap: 1, 4 ve 5. ifadeler işaretlenir. Açıklama: İfadeler, diğer değişkenler sabit tutularak değerlendirilir.
1. ✓: Akım artışı alanı büyütür.
2. Yanlış: Sarım sayısı sabitken makara uzatılırsa alan azalır.
3. Yanlış: Sabit uzunlukta daha fazla sarım, daha büyük alan oluşturur.
4. ✓: Birim uzunluktaki sarım sayısının artması alanı güçlendirir.
5. ✓: Akım tersine döndüğünde alan da tersine döner.
6. Yanlış: İdeal uzun makaranın iç alanı yarıçapa bağlı değildir. Sonlu makaralarda geometri ve uç etkileri ayrıca önemlidir.
Yorumların her türlü cezai ve hukuki sorumluluğu yazan kişiye aittir. Eğitim Sistem yapılan yorumlardan sorumlu değildir.