Manyetizma ve Manyetik Alan — AYT konu anlatımı ve örnek sorular

Manyetizma ve Manyetik Alan, akım taşıyan tellerin oluşturduğu manyetik alanı, teller arasındaki manyetik kuvveti ve manyetik alanda hareket eden yüklü parçacıkların davranışını kapsar.

Öğrencinin akım, uzaklık ve alan büyüklüğü arasındaki ilişkileri kurabilmesi, kuvvet yönünü belirleyebilmesi ve parçacığın hareketini yorumlayabilmesi gerekir. AYT Fizik sorularında bu ilişkiler doğru yargıları seçme, değişen koşullarda alan büyüklüğünü karşılaştırma veya kuvvet yönüyle yörüngeyi birlikte belirleme biçiminde sorulabilir.

Seçeneklerde farklı yargı birleşimleri, oranlar ya da yön ve yörünge eşleştirmeleri bulunabilir. Akım yönüyle alan yönünü karıştırmak, yükün işaretini gözden kaçırmak ve uzaklıkla ters orantıyı yanlış uygulamak sık yapılan hatalardır.

Örnek sorular

Bir şık seç, doğru mu değil mi hemen görürsün — hiçbir şey kaydedilmez, hesap gerekmez.

1. soruKolay

Çok uzun düz bir telden geçen akımın, telden $d$ uzaklıktaki bir noktada oluşturduğu manyetik alanın büyüklüğü $B$ ’dir. Ortamın manyetik geçirgenliği değişmeden telden geçen akım iki katına çıkarılıp gözlem noktasının tele uzaklığı $3d$ yapılırsa bu noktadaki manyetik alanın büyüklüğü $B$ cinsinden aşağıdakilerden hangisi olur?

\dfrac{1}{6}B

✗ Bu değil

\dfrac{1}{3}B

✗ Bu değil

\dfrac{3}{2}B

✗ Bu değil

\dfrac{2}{3}B

✓ Doğru

6B

✗ Bu değil

Cevabı göster

Cevap: D — $\dfrac{2}{3}B$

Kısaca — Düz telin oluşturduğu manyetik alan akımla doğru, uzaklıkla ters orantılı olduğundan yeni manyetik alan $\dfrac{2}{3}B$ olur.

Sonsuz uzunluktaki düz bir telin kendisinden $d$ kadar dik uzaklıkta oluşturduğu manyetik alanın büyüklüğü $B = \dfrac{2kI}{d}$ formülüyle verilir; yani alan akım ( $I$ ) ile doğru, uzaklık ( $d$ ) ile ters orantılıdır. Akım $2I$ yapıldığında manyetik alan 2 katına çıkar; uzaklık $3d$ yapıldığında ise 3 kat azalır. Dolayısıyla yeni manyetik alan $B' = \dfrac{2k(2I)}{3d} = \dfrac{2}{3} \left(\dfrac{2kI}{d}\right) = \dfrac{2}{3}B$ bulunur. Orantıyı ters kurup uzaklığı paya, akımı paydaya yazarsan $\dfrac{3}{2}B$ ya da oranları çarparak $6B$ çeldiricilerine yönelebilirsin.

2. soruKolay

Birbirine paralel iki uzun doğru akım teli düşey olarak gerilmiştir. Tellerden geçen akımların yönleri aynıdır.

I. Teller birbirini çeker.
II. Tellerden birindeki akım artırılırsa aradaki manyetik kuvvet büyür.
III. Teller arası uzaklık artırılırsa aradaki manyetik kuvvet büyür.

Yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı göster

Cevap: C — I ve II

Aynı yönde akım taşıyan paralel teller birbirini çeker; kuvvet, akımlardan biri artınca büyür. Teller uzaklaşınca kuvvet küçülür, bu yüzden III yanlıştır.

3. soruZor

Düzgün $\vec{B}$ manyetik alanı $+y$ doğrultusundadır. Pozitif $q$ yükü bu alana $xy$ düzleminde $+x$ yönünde $\vec{v}$ hızıyla girer. Sürtünme ve yerçekimi yoktur.

İlk andaki manyetik kuvvetin yönü ve parçacığın yörüngesi hangisidir?

Kuvvet

+\hat{k}

;

xy

düzleminde çembersel✗ Bu değilKuvvet

+\hat{j}

; doğrusal✗ Bu değilKuvvet

-\hat{k}

;

xz

düzleminde çembersel✗ Bu değilKuvvet

+\hat{k}

;

xz

düzleminde çembersel✓ DoğruKuvvet sıfır; helisel✗ Bu değil

Cevabı göster

Cevap: D — Kuvvet $+\hat{k}$ ; $xz$ düzleminde çembersel

$\hat{i}\times\hat{j}=\hat{k}$ olduğundan ilk andaki manyetik kuvvet $+z$ yönündedir. Kuvvet $\vec{B}$ ye dik olduğu için yörünge, alana dik olan $xz$ düzleminde çemberseldir.

Manyetizma ve Manyetik Alan — AYT soruları

Konu özeti

Örnek sorular

Diğer AYT konuları

Fizik