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

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: Elektrik devresi ile su kaydırağı arasında akış, enerji kaynağı ve kontrol mekanizması açısından benzerlik; hareket eden varlık ve enerji türü açısından farklılık vardır.

Benzerlikler

1. Kaydıraktaki pompa, elektrik devresindeki üreteç (pil) ile aynı görevi yapar.
2. Vana, elektrik devresindeki anahtar gibidir; akışı kontrol eder.
3. Kaydırağın dar veya eğimli yapısı, elektrik devresindeki dirence karşılık gelir.
4. Suyun akışı, elektrik devresindeki elektrik akımına benzetilebilir.

Farklılıklar

1. Pompa, suyu yukarı çıkararak potansiyel enerjiye dönüştürür; üreteç ise elektrik enerjisi üretir.
2. Su kaydırağında su molekülleri, elektrik devresinde elektronlar hareket eder.
3. Su akışı gözle görülebilir, elektrik akımı ise doğrudan görülemez.
4. Elektrik devresinde enerji iletimi çok hızlıdır, su akışı daha yavaştır.

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

Kısa Cevap: Potansiyel fark enerjiyi, elektrik akımı yüklerin hareketini, direnç ise bu harekete karşı gösterilen zorluğu ifade eder.

Potansiyel Fark: Bir elektrik devresinde birim yükü hareket ettirmek için gereken enerjidir.
Su kaydırağında suyun yukarı çıkarılması için gereken enerjiye benzer.

Elektrik Akımı: Elektrik yüklerinin (elektronların) bir iletken boyunca düzenli hareketidir.
Kaydıraktan aşağı doğru akan suya benzetilebilir.

Direnç: Elektrik akımına karşı gösterilen zorluktur.
Kaydırağın dar veya pürüzlü olması suyun akışını zorlaştırdığı gibi, direnç de akımı zorlaştırır.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 260 Cevapları

Soru 2-a) Musluklardan akan suyun akış hızı ve muslukların açık kalma süresi artırıldığında kaplarda biriken su miktarındaki değişimi açıklayınız.

Cevap (Kısa): Akış hızı ve süre arttıkça kapta biriken su miktarı artar.

Cevap (Ayrıntılı): Musluktan akan suyun hızı arttığında birim zamanda kaba daha fazla su dolar. Musluk daha uzun süre açık kaldığında ise toplam su miktarı artar. Bu durum elektrik devresinde akım şiddeti ve sürenin artmasıyla daha fazla yük birikmesine benzer.

Soru 2-b) Bu modellemeyi elektrik devresiyle ilişkilendirerek elektrik akımı, yük ve zaman kavramları ile ilişkilendiriniz.

• Kapta biriken su miktarı → Elektrik yükü (q)
• Suyun akış hızı → Elektrik akımı (I)
• Musluğun açık kalma süresi → Zaman (t)

Yani q = I · t ilişkisi elde edilir.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları – Sayfa 261

Soru 3-a) Tablo 1’deki verileri kullanarak devrenin V–I grafiğini çiziniz.

Cevap: Grafik orijinden geçen doğrusal bir doğrudur. Potansiyel fark arttıkça elektrik akımı doğru orantılı olarak artar.

Soru 3-b) Tablo 2’deki verileri kullanarak devrenin V–I grafiğini çiziniz.

Cevap: Bu grafik de doğrusal olup eğimi birinci grafikten farklıdır. Direnç değeri daha büyüktür.

Soru 3-c) Çizdiğiniz grafikleri farklılıkları açısından karşılaştırınız.

Cevap: Her iki grafikte de V ile I arasında doğrusal ilişki vardır. Ancak grafiklerin eğimleri farklıdır. Eğimi büyük olan grafikte direnç daha küçüktür. Eğimi küçük olan grafikte direnç daha büyüktür.

Soru 3-ç) Potansiyel fark ve elektrik akımı arasındaki ilişkiyi açıklayınız. Elde ettiğiniz verileri kullanarak Ohm Yasası’nın matematiksel modelini yazınız.

Cevap: Potansiyel fark arttıkça elektrik akımı doğru orantılı olarak artar. Bu ilişki Ohm Yasası ile ifade edilir.

Matematiksel Model: V = I · R

Soru 3-d) Herhangi bir potansiyel fark değeri için Ohm Yasası’nı kullanarak her iki devrede kullanılan direnç değerini hesaplayarak tabloya yazınız. Elde ettiğiniz sonuçları yorumlayınız.

Yorum: İkinci devredeki direnç daha büyüktür. Bu nedenle aynı potansiyel farkta akım daha küçüktür. Direnç arttıkça akım azalır.

10. Sınıf MEB Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 262 Cevapları

Şekil a seri, Şekil b paralel, Şekil c ve Şekil ç birleşik bağlamadır. Eşdeğer dirençler: Ra=15 Ω, Rb=1,5 Ω, Rc=8 Ω, Rç=6 Ω. Yanlış çıkarım: D şıkkı.

Soru: 4. Bir grup öğrenci dirençlerin bağlanması ile ilgili deney yapmaya karar verir. Öğrenciler laboratuvar ortamında V = 15 V değerindeki üreteç ile R1 = 3 Ω, R2 = 6 Ω ve R3 = 6 Ω değerindeki dirençleri aşağıdaki devrelerden a, b, c ve ç devrelerinde çizildiği gibi paralel, seri ve birleşik olmak üzere değişik türde bağlayarak devreden geçen akım değişimlerini incelemek isterler. Devrelerdeki akımlar sırasıyla I1, I2, I3 ve I4’tür.

a) Soru: Seri, paralel ve birleşik bağlanma türlerini tanımlayarak a, b, c ve ç devrelerinin bağlanma türlerini belirleyiniz.

Cevap: Seri Bağlanma: Dirençlerin art arda tek bir yol oluşturacak şekilde bağlanmasıdır. Akım her dirençten aynı geçer.
Paralel Bağlanma: Dirençlerin uçlarının aynı iki noktaya bağlanmasıdır. Kollar oluşur, gerilim kolların hepsinde aynıdır.
Birleşik Bağlanma: Devrede hem seri hem paralel bağlanmanın birlikte bulunmasıdır.

Devre türleri:

• Şekil a: Seri bağlanma
• Şekil b: Paralel bağlanma
• Şekil c: Birleşik bağlanma
• Şekil ç: Birleşik bağlanma

b) Soru: Her bir bağlanma türünün devrede oluşturduğu eşdeğer dirençleri hesaplayarak verilen tabloya yazınız.

Şekil a (Seri): Ra = R1 + R2 + R3 = 3 + 6 + 6 = 15 Ω

Şekil b (Paralel): 1/Rb = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/Rb = 1/3 + 1/6 + 1/6 = 1/3 + 2/6 = 1/3 + 1/3 = 2/3
Rb = 3/2 = 1,5 Ω

Şekil c (Birleşik):

Şekil c’de R1 ve R2 paralel, bu paralel kol R3 ile seri:

• R12 = (R1R2)/(R1+R2) = (36)/(3+6) = 18/9 = 2 Ω
• Rc = R12 + R3 = 2 + 6 = 8 Ω

Şekil ç (Birleşik): Şekil ç’de R2 ve R3 paralel, bu paralel kol R1 ile seri:

• R23 = (R2R3)/(R2+R3) = (66)/(6+6) = 36/12 = 3 Ω
• Rç = R23 + R1 = 3 + 3 = 6 Ω

Tablo (Sonuç):

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

c) Soru: Elde ettiğiniz verilere göre eşdeğer dirence ilişkin aşağıda verilen çıkarımlardan hangisi yanlıştır?

A) Devrenin elektrik akımını artırmak için dirençler paralel bağlanır.
B) Dirençler seri bağlandığında devrenin eşdeğer direnci en büyük değeri alır.
C) Dirençler paralel bağlandığında devrenin eşdeğer direnci en küçük değeri alır.
D) Seri bağlı devrede eş değer direnç devredeki en büyük dirençten daha küçük bir değere sahip olur.
E) Bir devrenin eşdeğer direnci ne kadar küçükse aynı potansiyel fark altında devreden geçen toplam akım o kadar büyük olur.

Cevap: Yanlış olan: D şıkkı.
Çünkü seri bağlı devrede eşdeğer direnç, tüm dirençlerin toplamıdır ve tek tek dirençlerin her birinden büyüktür (en büyük dirençten küçük olamaz).

ç) Soru: Elektrikli ütülerdeki dirençler genellikle seri olarak bağlanır ancak bazı modern ütülerde birleşik bağlanma ile daha hızlı ısınma ve enerji verimliliği sağlanabilir. Bu tasarım, ütünün daha verimli çalışmasını ve kullanıcılara daha iyi bir deneyim sunmasını sağlar. Buna göre bir ütüde şekil c ve şekil ç’teki devreler sırasıyla kullanıldığında hangisinin ütüdeki verimi artırdığını yorumlayınız.

Cevap: Ütünün daha hızlı ısınması için eşdeğer direncin daha küçük olması gerekir. Çünkü V sabitken akım I = V/R olduğundan R azalırsa I artar, ısı gücü de artar (daha hızlı ısınır).

• Şekil c’de eşdeğer direnç: 8 Ω
• Şekil ç’te eşdeğer direnç: 6 Ω

Bu yüzden ütüde verimi (daha hızlı ısınma/etkili çalışma) 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

2 numaralı lamba yanmaz çünkü voltmetre devreye seri bağlanmış (ideal voltmetre devreyi “açar”) ve 2. lambadan akım geçmez. 12 V’ta ampermetre 6 A, voltmetre 0 V gösterir.

10(a) 2 numaralı lambanın yanmama sebebi ve ampermetre değeri

Sebep: Voltmetre seri bağlandığı için (iç direnci çok büyük kabul edilir) 2 numaralı lambanın olduğu koldan akım geçmez. Bu yüzden 2 numaralı lamba ışık vermez ve voltmetre de potansiyel fark göstermeyebilir (0 V).

Hesap (12 V): Devrede etkin kalan eleman 1 numaralı lamba (2 Ω) olur.
I = V / R = 12 / 2 = 6 A
➡️ Ampermetre: 6 A

10(b) İki lambanın da yanması için bağlantı nasıl olmalı?

Doğru bağlantı kuralı:

• Ampermetre mutlaka seri bağlanır (devreden geçen akımı ölçmek için).
• Voltmetre mutlaka paralel bağlanır (üzerindeki gerilimi ölçmek için).

Bu devrede uygulanışı (çizim tarif):

1. Voltmetreyi devreden çıkarıp 2 numaralı lambanın uçlarına paralel bağlayın.
2. Ampermetreyi üreteç ile lambaların bulunduğu ana kol üzerine seri bağlayın (yani devreden geçen toplam akımı ölçecek şekilde).

➡️ Böylece iki lamba seri devrede akım alır ve ikisi de yanar.

10(c) Doğru bağlantıda (12 V) ampermetre ve voltmetre değerleri

Toplam direnç (seri): Rtoplam = 2 Ω + 2 Ω = 4 Ω
Akım: I = V / Rtoplam = 12 / 4 = 3 A
➡️ Ampermetre: 3 A

Voltmetre 2 numaralı lambaya paralel bağlı olduğundan, onun gerilimini ölçer:
V2 = I · R2 = 3 · 2 = 6 V
➡️ Voltmetre: 6 V

10(ç) İlk durumdaki devreye 8 V bağlanırsa (ampermetre ve voltmetre)

İlk bağlantıda yine sadece 1 numaralı lamba etkin kalır: R = 2 Ω
I = 8 / 2 = 4 A
➡️ Ampermetre: 4 A

Voltmeter yine seri konumda olup 0 V gösterir.
➡️ 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.