2026-2027 11. sınıf MEB Fizik ders kitabı sayfa 207-209 cevapları: Akım makarasının alan yönü, akım-sarım-uzunluk ilişkisi, deney tasarımı, matematiksel model ve değerlendirme soruları.
11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 207-209 Cevapları MEB Yayınları, “Akım Makarasının Manyetik Alanı” etkinliğini kapsamaktadır. Alanın yönü, akım-sarım-uzunluk ilişkisi, deney tasarımı ve değerlendirme soruları aşağıda açıklanmıştır.
11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 207 Cevapları MEB Yayınları
6. Etkinlik: Akım Makarasının Manyetik Alanı
Soru 1-a: Şekil II’deki akım makarasının oluşturduğu manyetik alanı çizgilerle gösteriniz ve yönünü nasıl bulduğunuzu açıklayınız. Kısa Cevap: Makaranın içindeki alan sağdan sola yönelir. Sol uç N, sağ uç S kutbudur. Açıklama: Sağ elin dört parmağı sarımlardaki akım yönünde kıvrıldığında başparmak, iç alanın yönünü ve N kutbunu gösterir. İç çizgiler sağdan sola; dış çizgiler sol uçtan çıkıp sağ uca dönecek şekilde çizilir. Manyetik alan çizgileri kapalı eğrilerdir.
Soru 1-b: Akım makarasının oluşturduğu manyetik alanın büyüklüğü nelere bağlı olabilir? Kısa Cevap: Akım büyüklüğüne, sarım sayısına, makara uzunluğuna ve ortamın manyetik özelliğine bağlıdır. Örnek Cevap: Akım veya sarım sayısı artırıldığında alanın güçleneceğini düşünüyorum. Aynı sarımlar daha uzun bir bölgeye yayıldığında alanın zayıflamasını bekliyorum. Makaranın içindeki malzemenin manyetik özelliği de alanı etkileyebilir.
11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 208 Cevapları MEB Yayınları
Değişkenlerin Etkisi ve Hipotezler
Soru 2: Makaranın boyunun, akım büyüklüğünün ve sarım sayısının manyetik alanı nasıl etkileyebileceğini yazınız. Kısa Cevap: Diğer değişkenler sabitken boy arttıkça alan azalır; akım veya sarım sayısı arttıkça alan büyür. Açıklama: Toplam sarım sayısı korunarak boy uzatıldığında birim uzunluktaki sarım sayısı azalır. Akım artışı her sarımın alan katkısını güçlendirir. Uzunluk sabitken sarım eklenmesi ise sarım yoğunluğunu artırır.
Soru 3: Manyetik alanın bağlı olduğu değişkenlere yönelik hipotezler oluşturunuz. Kısa Cevap: Alanın akımla ve sarım sayısıyla doğru, uzunlukla ters orantılı olduğu hipotezleri kurulabilir. Örnek Cevap: Diğer koşullar sabitken akımı iki katına çıkarırsam alan iki katına çıkar. Sarım sayısını iki katına çıkarırsam alan iki katına çıkar. Sarım sayısı ve akım sabitken uzunluğu iki katına çıkarırsam alan yarıya düşer.
4. Basamak: Öğretmeninizin rehberliğinde gruplara ayrılıp devre kurma, ölçüm yapma ve sonuçları kaydetme görevlerini paylaşınız.
Deney Tasarımı ve Gözlemler
Soru 5: Hipotezlerinizi sınayacak deneyleri, kullanılacak araç gereci ve deney aşamalarını yazınız. Kısa Cevap: Akım, sarım sayısı ve uzunluk ayrı ayrı değiştirilerek makaranın merkezindeki alan ölçülebilir. Örnek Cevap: Akım makarası, ayarlanabilir düşük gerilimli güç kaynağı, ampermetre, alan sensörü, cetvel, anahtar ve bağlantı telleri kullanılır. Her denemede yalnız bir değişken değiştirilir; diğerleri sabit tutulur.
Deneyin aşamaları:
- Devreyi öğretmeninizin rehberliğinde kurup sensörü makaranın merkezine, eksen doğrultusunda yerleştiriniz.
- Sarım sayısı ve uzunluk sabitken farklı akımlarda alanı ölçünüz.
- Akım ve uzunluk sabitken sarım sayısını değiştirip ölçümleri tekrarlayınız.
- Akım ve toplam sarım sayısı sabitken sarımları farklı uzunluklara eşit biçimde yayınız.
- Her ölçümde akımı ampermetreden kontrol edip sensörü yeniden merkeze yerleştiriniz.
- Ortamı ve makara yarıçapını sabit tutunuz. Ölçümler arasında devreyi açınız.
Soru 6: Alanın akım ve uzunlukla ilişkisine yönelik verilerinizi kaydediniz. Kısa Cevap: Beklenen sonuç: Akım iki katına çıkarsa alan iki katına; uzunluk iki katına çıkarsa alan yarıya iner. Örnek Cevap: Aşağıdaki değerler ideal modelin öngördüğü karşılaştırmalardır; ölçülmüş veri değildir. Gerçek sonuçlar kendi deneyinizden yazılmalıdır.
Ortam ve sarım sayısı sabitken örnek karşılaştırmalar:
Akım i, uzunluk L → Alan B.
Akım 2i, uzunluk L → Alan 2B.
Akım i, uzunluk 2L → Alan B/2.
Akım i, uzunluk L/2 → Alan 2B.
7. Basamak: Kitaptaki karekoddan simülasyona ulaşınız.
Basamak 8: Simülasyonda akımı, sarım sayısını ve uzunluğu değiştirerek alanın büyüklüğünü ve yönünü gözlemleyiniz. Kısa Cevap: Akım veya sarım sayısı arttığında alan büyür. Toplam sarım sayısı sabitken uzunluk arttığında alan azalır. Örnek Gözlem: Akım ve sarım yönleri korunuyorsa bu büyüklükleri değiştirmek alanı tersine çevirmez. Akım yönü ters çevrildiğinde alan yönü değişir ve kutuplar yer değiştirir.
Soru 9: Verilere göre alanın akım ve uzunlukla ilişkisini yazınız. Kısa Cevap: Diğer değişkenler sabitken alan akımla doğru, uzunlukla ters orantılıdır. Açıklama: Akımın artması alan katkısını büyütür. Aynı sarımların daha uzun bir bölgeye yayılması sarım yoğunluğunu azaltır.
B ∝ i
B ∝ 1/L
11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 209 Cevapları MEB Yayınları
Matematiksel Model ve Uygulamalar
Soru 10: Makaranın merkez eksenindeki alan büyüklüğünü matematiksel olarak modelleyiniz. Kısa Cevap: Uzun ve sık sarımlı makara modeli için B = (4 · π · K · N · i) / L. Açıklama: K ortam katsayısı, N toplam sarım sayısı, i akım büyüklüğü, L makaranın uzunluğudur. Bağıntı, uç etkileri ihmal edilen iç bölge için kullanılır.
B = (4 · π · K · N · i) / L
n = N/L yazılırsa B = 4 · π · K · n · i olur. n, birim uzunluktaki sarım sayısıdır.
Soru 11-a: Akım üç katına çıkarılırsa alan kaç katına çıkar? Kısa Cevap: Üç katına çıkar. Çözüm: Sarım sayısı, uzunluk ve ortam sabitken B akımla doğru orantılıdır. Akımın üç katına çıkması alanı da üç katına çıkarır.
B′/B = i′/i = 3i/i = 3
B′ = 3B
Soru 11-b: Boy iki, sarım sayısı dört katına çıkarılırsa alan kaç katına çıkar? Kısa Cevap: İki katına çıkar. Çözüm: Akım ve ortam sabitken alan N/L oranıyla değişir. Sarım sayısındaki dört kat artış, uzunluktaki iki kat artışa bölünür.
B′/B = (4N / 2L) / (N / L) = 2
B′ = 2B
Değerlendirme
Soru 1: Makaranın manyetik alan çizgilerini ve üzerinden geçen akımın yönünü çiziniz. Kısa Cevap: Şekil I ile aynı kutup düzeninde üst uç N, alt uç S olur. İç alan yukarı, dış alan üst uçtan alt uca yönelir. Açıklama: İç çizgileri aşağıdan yukarıya, dış çizgileri N’den çıkıp S’ye dönecek biçimde çiziniz. Üst uçtan bakıldığında akım saat yönünün tersine dolanmalıdır. Akım ters seçilirse kutuplar ve bütün alan okları birlikte ters çevrilmelidir.
Soru 2: Uzun ve sık sarımlı makaranın içindeki iki noktada alan büyüklüklerini karşılaştırınız. Kısa Cevap: Uç etkilerinin ihmal edildiği iç bölgede B1 = B2. Açıklama: Bu koşullarda yaklaşık düzgün manyetik alan oluşur. Alan çizgileri birbirine paralel ve yaklaşık eşit sıklıktadır; alan büyüklüğü iki noktada aynı kabul edilir.
Soru 3: Doğru ifadelerin başına ✓ koyunuz. Kısa Cevap: 1, 4 ve 5. ifadeler doğrudur. Açıklama: Her ifade değerlendirilirken belirtilmeyen diğer değişkenler sabit tutulur. Yanlış ifadelerin doğruları aşağıda verilmiştir.
1. ✓ Doğru: Akım artırılırsa alan büyür.
2. Yanlış: Sarım sayısı sabitken uzunluk artırılırsa alan azalır.
3. Yanlış: Uzunluk sabitken sarım sayısı artırılırsa alan büyür.
4. ✓ Doğru: Birim uzunluktaki sarım sayısı artırılırsa alan büyür.
5. ✓ Doğru: Akım yönü ters çevrilirse alan yönü değişir.
6. Yanlış: Uzun ve sık sarımlı ideal makaranın iç alan bağıntısında yarıçap yer almaz.
Açıklamalar ve Örnek Cevaplar
Makara uzatıldığında alan her zaman azalır mı?
Toplam sarım sayısı, akım ve ortam sabitse azalır. Uzunluk ve sarım sayısı aynı oranda artırılırsa sarım yoğunluğu korunur; ideal modelde alan değişmez.
Makaranın N kutbu nasıl bulunur?
Sağ elin dört parmağı sarımlardaki akım yönünde kıvrılır. Başparmak iç alanın yönünü ve N kutbunu gösterir.
Akım ters çevrilince alanın büyüklüğü değişir mi?
Akım büyüklüğü ve diğer koşullar korunuyorsa büyüklük değişmez. Alan yönü ters döner ve kutuplar yer değiştirir.
Makaranın içindeki alan hangi koşullarda yaklaşık düzgündür?
Makara uzun ve sık sarımlı olduğunda, uçlardan uzak iç bölgede yaklaşık düzgün alan oluşur.