FIZ 102 Final Sınavı 8 Ocak 2018

Transkript

1 Sınav Türü Sayfa 1 / FIZ 10 Final Sınavı 8 Ocak 018 Grup Numarası d Tür Liste Numarası Soyad Öğrenci Numarası -posta İmza DİKKT : Her soru için yalnızca bir doğru cevap vardır ve her doğru cevap 1 puan değerinder. Sadece cevap formu üzerinde işaretleğiniz cevaplar değerlenrilecektir. Lütfen tüm cevaplarınızı cevap formu üzerinde bir kurşun kalem tükenmez veya dolma kalem olamaz) kullanarak işaretleyiniz. Soru 1- Yarıçapı R, merkez yoğunluğu ρ c olarak verilen bir küresel yük dağılımı, r merkezden radyal uzaklık olmak üzere, ρ = ρ c 1 r ) R biçiminder. 1. Toplam yük ner? πρ c R b) ρ c R πρ c R 6 πρ c R 4πρ c R. Merkezden r r < R) uzaklığında elektrik alan şiddetinin büyüklüğü ner? ρ c r 1 r ) ρ c r b) 1 r ) ρ c r 1 ɛ 0 R ɛ 0 R ɛ 0 r ) ρ c r 4R ɛ 0 1 r ) 4R. Sonsuzdaki r ) potansiyelin değeri sıfır olmak üzere kürenin yüzeyinde potansiyelin değeri ner? πρ c R 1ɛ 0 b) ρ c R 6ɛ 0 ρ c R 1ɛ 0 πρ c R 6ɛ 0 ρ c R ɛ 0 ρ c r ɛ 0 1 r ) 4R 4. Kütlesi m yükü q olan parçacık düzgün olmayan bir manyetik alanda hareket etmekter. şağıdakilerden hangisi parçacığın hızının v = î ĵ m/s olduğu anda parçacığa etkiyen manyetik kuvvet olabilir? F m = î + ĵ + ˆk N b) F m = î + ĵ + ˆk N F m = î + ĵ + ˆk N F m = î + ĵ + ˆk N F m = î + ĵ + ˆk N Soru 5-7 Üzerinden I akımı geçen kenar uzunlukları b ve c olan kdörtgen, şekilde görüldüğü gibi üzerinden I 1 akımı geçen çok uzun tele a uzaklığındadır. 5. Dikdörtgenin D kenarına, üzerinden I 1 akımı geçen uzun telin uyguladığı manyetik kuvvetin büyüklüğü ner? µ 0 I 1 I c 5µ 0 I 1 I c µ 0 I 1 I c µ 0 I 1 I c 0 b) πa πa πa πa 6. Dikdörtgenin B kenarına, üzerinden I 1 akımı geçen uzun telin uyguladığı manyetik kuvvetin büyüklüğü ner? µ 0 I 1 I 0 b) ln 1 + b ) µ 0 I 1 I a ) ) µ 0 I 1 I c µ 0 I 1 I b ln ln π a π b πa π a 7. Dikdörtgen tele etkiyen net kuvvetin büyüklüğü ner? µ 0 I 1 I bc µ 0 I 1 I ac 0 b) π aa + b) π ba + b) µ 0 I 1 I π b a + b) µ 0 I 1 I π bc aa + b) 8. şağıdakilerden hangisi SI sisteminde indüktans birimi değilr? T s J m b) J V s T m Ohm s

2 Sınav Türü Sayfa / FIZ 10 Final Sınavı 8 Ocak 018 Soru 9-1 L genişliğinde bir kdörtgen halka ve m kütleli bir kayar tel şekilde gösterilmiştir. Düzgün bir manyetik alan B halka düzlemine k, şekil düzleminden içeri yönder. Kayar tel durgun olarak bırakılır. Kayar tel ile halka arasında sürtünme yoktur ve halkanın renci, kayar telin R renci yanında ihmal elir. 9. Kayar telin sürati v ise, halkada indüklenen emk ner? BLv/R b) BLv BL v BL v/r BRv 10. Kayar telin sürati v ise, kayar tele etkiyen manyetik kuvvetin büyüklüğü ner? BRv b) BL v/r B L v/r BL v BLv/R 11. Kayar telin limit sürati ner? mg/brl b) mgr/4b L mgr/b L mgr/b L mg/brl 1. Kayar tel limit süratine ulaştıktan sonra, indüklenen akımın büyüklüğü ve yönü ner? sy: saat yönünde, syt: saat yönüne ters) BL mg/r, syt b) BLR/mg, syt BLR/mg, sy mg/bl, syt mgr/bl, sy Soru 1-16 Uzun düz bir solenoid N 1 sarımlı, düzgün 1 kesit alanlı ve l 1 boyundadır Şekil a). Bu solenoiddeki i 1 akımı, 1 / hızıyla değişmekter. Manyetik alanın solenoin içinde düzgün ve solenoin dışında sıfır olduğunu varsayın. şağıda i 1 ve i sırasıyla 1. ve. solenoiddeki akımlar, φ B1 ve φ B ise manyetik akılardır. 1. Şekil a da gösterilen solenoin öz indüktansı L 1 aşağıdakilerden hangisir? µ o 1 N 1 /l 1 b) µ o 1 N 1 /l 1 µ o 1 N 1 /l 1 µ o 1 N 1 /l 1 µ o 1 N 1 /l Şim ğer bir küçük solenoid eş eksenli olarak birincinin içine yerleştiriliyor Şekil b). İçteki solenoid N sarımlı, düzgün kesit alanlı ve l uzunluğundadır. Bu solenoidlerin karşılıklı indüktansı M aşağıdakilerden hangisir? 15. µ o N 1 N /l 1 l b) µ o 1 N 1 N /l 1 l µ o N 1 N /l 1 µ o 1 N 1 N /l 1 µ o 1 N 1 N /l İçteki solenoidde indüklenen emk aşağıdakilerden hangisir? L 1 / b) Mdφ B1 / Mdφ B / L 1 1 / M 1 / 16. Şim dıştaki solenoiddeki i 1 akımının sıfır yapıldığını, ve içteki solenoidde / hızında değişen i akımının başlatıldığını varsayın. Dıştaki solenoidde indüklenen emk aşağıdakilerden hangisir? M / b) L / Mdφ B / Mdφ B1 / L 1 / Soru 17-0 Boşlukta ilerleyen bir elektromanyetik dalganın manyetik alan bileşeni şeklinder. π, c = 10 8 m/s, µ 0 = 4π 10 7 T m/ alınız.) Bz, t) = T ) cos [ 10 rad/m)z ωt ] ĵ. 17. Bu elektromanyetik dalganın yayılım yönü ve dalga boyu ner? +z-rection, λ = 4 10 m b) +y-rection, λ = 5 10 m y-rection, λ = 4 10 m +y-rection, λ = 10 m +z-rection, λ = 10 m 18. Bu elektromanyetik dalganın elektrik alan bileşeni aşağıdakilerden hangisir? z, t) = 18 V/m) cos [ 10 rad/m)z ωt ] î b) x, t) = 18 V/m) cos [ 10 rad/m)x ωt ] î x, t) = 18 V )/m cos [ 10 rad/m)x ωt ] ˆk y, t) = 18 V/m) cos [ 10 rad/m)y ωt ] î z, t) = 18 V/m) cos [ 10 rad/m)z + ωt ] ˆk 19. ğer bu dalganın başka bir ortamda hızı v = m/s ise, bu ortamın kırıcılık insi aşağıdakilerden hangisir? b) Bu elektromanyetik dalga, alanı 0. m olan ve üzerine gelen bütün elektromanyetik dalgayı soğuran bir yüzeye k olarak gönderilğinde, yüzeye uyguladığı ortalama kuvvet ne kadardır? N b) N N N N

3 Sınav Türü Sayfa 1 / FIZ10 Final Sınavı 1 Mayıs 018 Grup Numarası dı Tür Liste Numarası Öğrenci Numarası -posta Soyadı DİKKT: Her soru için yalnızca bir doğru cevap vardır ve her doğru cevap 1 puan değerinder. işaretleğiniz cevaplar değerlenrilecektir. kalem olamaz) kullanarak işaretleyiniz. Tüm sorular için: boşlukta ışık hızı c = 10 8 m/s, İmza Sadece cevap formu üzerinde Lütfen tüm cevaplarınızı cevap formu üzerinde kurşun kalem tükenmez veya dolma 1 4πɛ o = m/f, µ o = 4π 10 7 H/m alınız. 1. Bir yükü, kenarları a olan kare şeklinde bir yüzeyin merkezine a k uzaklığındadır. şağıdakilerden hangisi bu yüzeydeki elektrik akıyı verir? /4ɛ o b) /6ɛ o /ɛ o /ɛ o /ɛ o Soru - Bir kapasitör herbirinin alanı olan, birbirinden d uzaklığıyla ayrılmış iki düz levhadan yapılmıştır. Bu kondansatörün sığası C o = ɛ o /d r. Daha sonra, levhalarla aynı şekil ve büyüklükte, kalınlığı a = d/4 olan bir levha araya, levhalara paralel ve ikisine de değmeden, şekildeki gibi yerleştirilir.. ğer levha iletken malzemeden yapılmışsa, bu yeni düzeneğin sığası C o cinsinden ne olur? 1/4 b) 4/ 4 /4. ğer levha elektrik sabiti κ = olan elektrik malzemeden yapılmışsa, bu yeni düzeneğin sığası C o cinsinden ne olur? b) 1/4 1/ 4 Soru 4-5 Yarıçapı a olan bir yük halkasının toplam yükü dur. Birinci ile eşmerkezli ve aynı düzlemde bulunan ğer bir yük halkasının yarıçapı a ve yükü dur. 4. şağıdakilerden hangisi halkaların ekseni üzerinde, merkezden 4a uzaklıktaki P noktasındaki elektrik potansiyeli verir? ) 1 4πɛ o a 17 1 b) 0 4πɛ o a 17 + ) 1 ) ) 0 4πɛ o a + 17 / 0 / 1 4πɛ o a 5 + ) 6 1 4πɛ o a şağıdakilerden hangisi P noktasındaki elektrik alanın büyüklüğünü verir? 1 ) ) 4πɛ o a + 17 / 0 / b) 1 πɛ o a πɛ o a 1 1 / + 18 / ) πɛ o a 1 17 / + 0 / ) πɛ o a 1 5 / + 6 / ) Soru 6-8 I= akım taşıyan bir tel şekilde görüldüğü gibi x yönünde, büyüklüğü 0.5 T olan düzgün bir manyetik alan içerisine konuluyor. Tel x-y düzleminder. cos7=0.8 ve sin7=0.6) 6. Telin B parçası üzerindeki manyetik kuvvetin büyüklüğü newton cinsinden ner? 4.5 b) Telin BC parçası üzerindeki manyetik kuvvetin büyüklüğü newton cinsinden ner?. +.4 b) Telin CD parçası üzerindeki manyetik kuvvetin büyüklüğü ve yönü ner?.0 N) ve +z b) 1.9 N) ve +z.56 N) ve z.0 N) ve z.56 N) ve +z

4 Sınav Türü Sayfa / FIZ10 Final Sınavı 1 May 018 Soru 9-10 kım taşıyan üç uzun tel şekilde gösterilği gibi birbirlerine paralel olarak durmaktadır. 9. C teli üzerindeki manyetik alan vektörü mt cinsinden aşağıdakilerden hangisir? 0.1ˆk b) 0.40ˆk 0.06ˆk 0.8ˆk 0.06ˆk 10. C telinin 5 cm lik parçasına etki eden manyetik kuvvetin büyüklüğü mn cinsinden ner? 0.50 b) Soru 11-1 Şekildeki uzun, düz telde I akımı akmaktadır. Kenar uzunlukları a ve a, renci R olan kdörtgen şeklinde iletken bir halka, telden a kadar uzağa yerleştirilmiştir. 11. şağıdakilerden hangisi düz teldeki akım nedeni ile halkada oluşan manyetik akıyı verir? µ oai π ln b) µ oai π ln µ oi πa ln 6 1. şağıdakilerden hangisi sistemin karşılıklı indüktansıdır? µ o πa ln 6 b) µ oa π ln µ oa π µ oa I π µ oa π ln µ oai π µ oa π Soru 1-15 Şekildeki devrede bataryanın elektromotor kuvveti = 0 V, rençler R 0 = Ω, R 1 = 1 Ω, R = 4 Ω ve indüktans L=0. H r. S anahtarı kapatıldıktan uzun zaman sonra: 1. R renci üzerinden geçen akımı bulunuz. b) L indüktöründeki potansiyel farkı V ab = V a V b yi bulunuz. V b) 0 V 0 V 4 V 1 V 15. L indüktöründe depolanmış enerjiyi bulunuz. 0. J b) 0.9 J J 1.6 J 1.44 J Soru 16-0 Şekildeki y ekseninde polarize ve +x yönüne ilerleyen bir elektromanyetik dalganın dalga boyu λ = m ve frekansı f = Hz r. Dalganın genliği 0 = 180 V/m r. π = alınız) 16. şağıdaki ifadelerden hangisi dalganın elektik alan bileşenini V/m cinsinden verir? y = 60 cos x 10 7 t) b) z = 60 cos10 7 y t) x = 180 sin x 10 7 t) x = 180 sin10 7 z t) y = 180 sin10 7 x t) 17. şağıdaki ifadelerden hangisi dalganın manyetik alan bileşenini tesla cinsinden verir? B y = 10 7 sin x 10 7 t) b) B z = 10 7 cos10 7 y t) B x = sin10 7 z t) B z = sin10 7 x t) B x = 6 sin x 10 7 t) 18. şağıdaki ifadelerden hangisi dalganın enerji yoğunluğudur? 10 7 sin10 7 x t) b) 10 7 sin x 10 7 t) cos10 7 x t) cos 10 7 x t) 10 7 sin 10 7 x t) 19. Dalganın ortalama şiddeti W/m cinsinden aşağıdakilerden hangisir? 18 b) şağıdaki ifadelerden hangisi dalganın Poynting vektörüdür? 50 sin 10 7 z t)ˆk b) 90 sin 10 7 x t)î 0 sin 10 7 y t)ĵ 7 cos 10 7 x t)î 100 cos 10 7 x t)î

5 FIZ10 Final Sınavı 8 ğustos 018 Grup Numarası d Tip Liste Numarası Soyad Öğrenci Numarası e-posta İmza ÖNMLİ UYRILR: Her soru için yalnızca bir doğru cevap vardır ve 1 puan değerinder. Sadece cevap formuna işaretlenen cevaplar değerlenrilir. Tüm cevaplarınızı cevap formuna bir kurşun kalem tükenmez veya dolma kalem olamaz) kullanarak işaretleyiniz. Bütün sorular için: c = 10 8 m/s, ɛ o = F/m, µ o = 4π 10 7 T.m/ alınız. 1. I akımı taşıyan ve kenar uzunlukları a ve 4a olan kdörtgen bir halka, I 1 akımı taşıyan çok uzun ve düz bir telin yanına, şekildeki gibi yerleştirilmiştir. Halkanın B parçasına, I 1 akımı yüzünden etkiyen manyetik kuvvet ner? µ oi 1 I π µ oi 1 I π ln 4 ˆk b) aµ oi 1 I π ln ˆk µ oi 1 I 4π ln î µ oi 1 I ln 4 î πa ln 4 î Soru -4 Uzun bir kablo, yarıçapları a ve b olan ince duvarlı ve eş eksenli iki silinrik kabuktan oluşmaktadır. İç ve dıştaki silinrler, şekilde gösterilği gibi zıt yönlerde eşit I akımları taşımaktadır. r silinr ekseninden uzaklıktır.). r < a için içteki silinrin içinde) manyetik alanın büyüklüğünü bulunuz. µ 0I 4πr b) 0 µ 0I πa µ 0 Il πb a ) µ 0 I πr. a < r < b için silinrlerin arasında) manyetik alanın büyüklüğünü bulunuz. µ 0I 4π b) µ 0I πa µ 0 I πb a) µ 0I πr µ 0 I πr 4. Silinrler arasındaki bölgede a < r < b) manyetik alanın enerji yoğunluğunu bulunuz. Soru 5-9 µ 0 I 4π lb a ) ln b/a) b) I 4π r µ 0 µ 0 I 8π r I µ 0 la+b) I 4π a+b) µ 0 Dikdörtgen kesitli bir toroid N 1 sarımlı bir telr. Toroin iç ve dış yarıçapları R ve R r ve h toroin yüksekliğidır. Kenar uzunlukları a ve b olan, N sarımlı kdörtgen bir bobinle toroid, şekilde gösterilği gibi birbirlerine geçmişlerr. 5. Toroin özindüktansı L aşağıdakilerden hangisir? µ ohn1 π ln b) µ ohn1 πr µ ohn1 πr ln µ ohn1 π µ ohn 1 4π ln 6. ğer toroin telinde sabit bir I akımı akıyorsa toroidde depolanan enerji aşağıdakilerden hangisir? µ ohi N 1 4π ln b) µ ohi N 1 π µ ohin1 πr µ ohi N1 8πR ln µ ohi N 1 8π ln 7. Bu toroid-bobin sisteminin karşılıklı indüktansı M aşağıdakilerden hangisir? µ obhn1 aπr ln b) µ ohn 1 N π ln µ oahn1 bπr µ oabn 1 N hπ µ oabn 1 N hπ ln 8. Toroin telinde sinüzoidal bir I = I o cosωt) akımı akıyorsa, bobinde indüklenen emk aşağıdakilerden hangisir? MωI o cos ωt) b) Mω I o cosωt) MωI o sinωt) Mω I o sinωt) MωI o sin ωt) 9. Şim toroiddeki akımın sıfırlandığını ve bobinde / hızında değişen bir i akımının başlatıldığını varsayınız. Toroidde indüklenen emk aşağıdakilerden hangisir? MN b) M MN 1 N LN 1 MN 1 Sınav Tipi Sayfa 1 /

6 FIZ10 Final Sınavı 8 ğustos 018 Soru 10-1 Hareketli iletken bir çubuğu olan iletken bir çerçeve, şekilde gösterilği gibi düzgün bir manyetik alana yerleştirilmiştir. 10. Çerçeveden geçen Φ B manyetik akısının gösterilen andaki büyüklüğünü bulunuz Wb b) 800 Wb 100 Wb 50 Wb 400 Wb İndüklenen emk nin gösterilen andaki büyüklüğünü bulunuz. 0 V b) 80 V 1 V 40 V 10 V İndüklenen akımın yönünü bulunuz. kağıttan içeri b) ters saat yönünde v yönünde kağıttan dışarı saat yönünde 1. Çerçevenin gösterilen andaki renci 50 Ω ise, çubuğa etkiyen manyetik kuvvetin büyüklüğü aşağıdakilerden hangisir? 0 N b) 1 N 16 N 4 N 8 N Soru Şekilde gösterilen devredeki bataryanın emk sı, rençler R 1, R, ve bobinin indüktansı L r. 14. nahtar kapatıldıktan hemen sonra R 1 den akan akımın büyüklüğü aşağıdakilerden hangisir? R 1 +R b) R 1+R R 1 R ) R 0 1 R 15. nahtar kapatıldıktan hemen sonra L üzerindeki potansiyel farkı aşağıdakilerden hangisir? R 1 R 1 +R ) b) R 1 R 0 R R nahtar kapatıldıktan hemen sonra R 1 den akan akımın değişim hızının büyüklüğü aşağıdakilerden hangisir? L b) L 4L L 4 L 17. nahtar kapatıldıktan uzun zaman sonra R üzerinde harcanan güç aşağıdakilerden hangisir? R Soru 18-0 b) R 4 R R 4R Boşlukta yayılan bir elektromanyetik dalganın y, t) = 0 V/m) cos [ k y rad/s)t ] î ile verilen bir elektrik alan vektörü vardır. π = alınız.) 18. Bu elektromanyetik dalganın yayılma yönü ve dalgaboyu aşağıdakilerden hangisir? +y, 1 10 m b) x, 1 10 m x, 5 10 m +z, 5 10 m +y, 5 10 m 19. Bu dalganın manyetik alan vektörü aşağıdakilerden hangisir? 10 7 cos [ k y t ] ˆk b) 10 4 cos [ k y t ] ˆk 10 5 cos [ k y t ] ĵ 10 7 cos [ k y t ] î 10 4 cos [ k y t ] ĵ 0. Bu dalganın, kırma insi / olan bir ortamdaki hızı aşağıdakilerden hangisir? m/s b) 10 8 m/s m/s m/s m/s Sınav Tipi Sayfa /