. SINIF SORU BANKASI. ÜNİTE: ELEKTRİK E MANYETİZMA. Konu TEST ÇÖZÜMLERİ
Düzgün Elektrik Alan e Sığa TEST in Çözümleri. L Şekil II e, tan b E mg mg...( ) () e () bağıntılarının sağ taraflarını eşitlersek; A K B ise Yanıt A ır. Pozitif birim yükü A lehasınan B lehasına götürmek için gerekli enerji ir. Öyleyse yükünü A lehasınan B lehasına götürmek için gerekli enerji olur. Yüke uygulanan kuet lehalara iktir. Lehaya ik oğrultua hareket eiliğine iş yapılır. yüklü cisim K noktasınan L noktasına götürülünce A e B lehaları arasınaki ik uzaklığın sını gitmiş olur. Bu uruma yapılan iş ; 6 W olur. 6. Şekil I e lehalar yüksüz oluğunan, cisme yalnızca mg ağırlığı etki eer. Yani cisim, keni ağırlığının etkisiyle limit hızını kazanmıştır.. K α L β Şekil II e cisim hareketsiz kalığına göre, üzerine etkiyen net kuet sıfırır. Öyleyse elektrik alan kueti şekileki gibi yukarı oğru olup, cismin ağırlığı kaarır. Yani;? mg ir. Lehalar arası uzaklık, potansiyel farkı yapılırsa; Şekil I Şekil II K e L cisimlerine uygulanan kuetler Şekil I e Şekil II e gösterilmiştir. Şekil I e, tan a E mg mg E...( ) Fe l mg olur. Net kuet ise yukarı yöne e F net mg mg mg olur. Bu a cisme yukarı yöne limit hızını kazanırır.
. K lehası () ile L lehası () ile yüklü oluğunan lehalar arasına, eğeri her yere sabit e yönü K an L ye oğru olan bir elektrik alan arır. Bu elektriksel alanan olayı küreciklere, mg ile aynı yöne E büyüklüğüne bir kuet etki eer. 6. m kütleli cismin aşağı oğru sabit hızı ile hareket etmesi için, ona etki een net kuetin sıfır olması gerekir. E mg 0 5 0 0,5 0 8 C F E m mg Yanıt C ir. Şekilleren e görüleceği gibi potansiyel farkı artırılırsa θ açısı küçülür. potansiyel farkı küçültülürse kueti küçü- θ açısı büyür. uzaklığı artırılırsa leceğinen θ büyür. İp uzunluğunun θ açısı üzerine bir etkisi yoktur. 5. 7. Elektrik kuetlerinin yaptığı iş, cisme kinetik enerji olarak aktarılığınan, Şekil I için; E m... () yazılabilir. Üretece bağlı olmayan lehalar arasınaki uzaklık eğiştiriliğine E elektriksel alan eğişmez. Bu neenle Şekil II için; E m E m 8... () olur. () e () bağıntılarının sağ taraflarını eşitlersek; m m 8 & bulunur. Yanıt A ır. Yüklü cisme etki een mg e E kuetlerinin bileşenleri eşit oluğunan; E cos7 mg sin7 mg E sin 7 cos 7 0 0 06, 00 08, 0 C
Ünite Elektrik e Manyetizma 8. 9. Parçacıklar e yollarını aynı süree alıklarına göre; imeleri a e a ır. Lehalar arasınaki bu parçacıklara uygulanan kuet F E oluğuna göre; m a m a m a...( ) m a m a ma...( ) () e () bağıntılarının sağ taraflarını eşitlersek; ma ma m m Yanıt C ir. Cisimlerin X e Z lehalarına ulaşma süreleri eşit oluğuna göre, imeleri sırasıyla a e a ır. F ma bağıntısını her iki cisme ayrı ayrı uygulayalım. F E m a m a...( ) F E m a m a...( ) () e () enklemlerinin sol taraflarını eşitlersek; Yanıt C ir.
5 0. X Y Z. x yüklü parçacığın X lehasınan Y lehasına gelinceye kaar kazanığı enerji, x yoluna harcaığı enerjiye eşittir. x x K-L noktaları arasına yapılan iş, kinetik enerjieki eğişime eşittir. W E k m() L-M noktaları arasına yapılan iş kinetik enerjieki eğişime eşittir. Bu uruma x uzaklığını bulmak için, e büyüklükleri bilinmeliir. Yanıt E ir. W E k m() m m m Yanıt C ir.
6 Ünite Elektrik e Manyetizma Test nin Çözümleri. Yarıçapı r, yükü olan iletken bir kürenin potansiyeli; k r ir. Aynı kürenin sığası ise; C ir. ler eşit oluğunan; C k r r C k.. üreteç uzaklığı artırılırsa elektrik alan şieti e yük miktarı eğişmez. Lehalar arasınaki potansiyel farkı eğişir. E Yanıt C ir. 7 E F E E tan7 mg m E g mg 7. A f A A f A 5. haa yal tkan mae Şekil I Şekil II Bir sığacın sığası; fa C bağıntısıyla Buna göre; fa C C fa Yanıt A ır. Şekil I Şekil II Lehalar arasına konulan yalıtkan mae elektrik alan şietini azaltır. Bunun sonucuna elektrik potansiyeli azalır. Sığa artar. Sistemin yükü eğişmez
7 6. C f Şekil I C f Şekil II 8. uzaklığı eğiştiğine elektrik alan şieti eğişmez. lehaların alanı arttığına aha fazla yük yüklenir. Bunun sonucuna elektrik alanın büyüklüğü artar. Lehalar arasına konulan yalıtkanın ielektrik katsayısı artırılırsa elektrik alanın büyüklüğü azalır. yalıtkan E Şekil II eki sığacın sığasının Şekil I eki sığacın sığasının katı olması için lehaları arasınaki uzaklığın olması gerekir. Buna göre, lehalar arasınaki elektriksel alanların oranı; E E Yanıt E ir. 9. Lehalar arasına elektriksel kuetlerin yaptığı iş, parçacığın kinetik enerjisineki eğişme miktarına eşittir. Parçacığın yörüngesine bir sapma olmaığına göre, ağırlığı ihmal eilmiştir. A-L noktaları arasınaki potansiyel farkı ise, A-K 7. A A A f f X sığası Y sığası A arasınaki potansiyel farkı olur. Çünkü lehalar arasınaki elektriksel alan her yere sabittir. A-K noktaları arasına; m K...() A-L arası için; m L...() () e () eşitlikleri taraf tarafa oranlanırsa; C C A A f f K L f f f f K L
8 Ünite Elektrik e Manyetizma Test ün Çözümleri.. P Cisim limit hızla üştüğüne göre ağırlığı irenç kuetine eşittir. Buraan; P K A yazabiliriz. Cisme F kaar elektriksel kuet uygulanığına limit hız azalığına göre, elektriksel kuet e ağırlık zıt yöneir. P- F K A P P- F F P Şekil I için; mg K A... () Şekil II için; mg F K A... () yazabiliriz. () bağıntısınaki mg yi () bağıntısına yerine yazalım. K A F K A K A F... () Şekil III için; mg F K A ʹ... () yazabiliriz. () e () bağıntılarınaki eğerleri () bağıntısına yerine yazarak; K A K A K A ʹ ʹ Sürükleyici kuet aşağı oğru oluğunan limit hız a aşağı oğruur.. Yanıt A ır. y at Şekileki y eğeri küçülürse OOʹ eğeri e küçülür. y eğerinin küçülmesi için taneciklerin M lehaları arasına kalma süresi (t) küçülmeliir. Taneciklerin hızı artarsa t süresi küçülür. Böylece y küçülür Dolayısıyla OOʹ e küçülmüş olur. Diğer seçeneklereki işlemlerin tamamı OOʹ uzaklığını artırır.
9. 6. Pozitif birim yükü K lehasınan L lehasına götürmek için gerekli enerji ir. Bu uruma yükünü K lehasınan L lehasına götürmek için gerekli enerji olur. Bu enerji, cismin kinetik enerjisini eğiştirir. Yani; m m - olur. Bu bağıntıaki hızı uzaklığınan etkilenmez. Parçacık lehalar arasına oğrultusunu eğiştirmeen çıkmıştır. Buna göre parçacığa uygulanan elektriksel kuet, parçacağın ağırlığına eşittir. E mg mg Yanıt A ır. 7. 5. Lehalar arasınaki elektriksel kuet, lehalara iktir. Bu neenle yalnızca lehalara ik oğrultua giiliğine iş yapılır. Buna göre, üç uruma a yapılan işler eşittir. Yanıt E ir. Elektronların pereye ulaşma süresi yalnızca yatay 0 hızına bağlıır. Potansiyel farkı artırılırsa üşey kuet artar. Düşey kuetin artması yatay hızı eğiştirmez. Bu neenle elektronların pereye ulaşma süresi eğişmez. Potansiyel farkı artırılırsa üşey hız artar. Bu uruma i açısı büyür. Yanıt E ir.
0 Ünite Elektrik e Manyetizma 8. 0. Yüklü paralel lehalar için; E k ir. K noktası için; 5 E 0 XY k( K) 5 60 E 0 k( K) & Ek( K) 5 olur. XL Ek( L) 5 60-0 E 0 k( L) & Ek( L) 5olur. yüklü bir cisim potansiyel farkı altına hızlanırılırsa kaar kinetik enerji kazanır. Yükü e olan bir elektron potansiyel farkı altına hızlanırılırsa e kaar kinetik enerji kazanır. yüklü silinirin alt ucu ile üst ucu arasına potansiyel farkı yoktur. Bu neenle elektron silinir içine hareket eerken enerji kazanmaz.. K L M Buraan Ek( K) Ek( L) Şekil I e Şekil II birlikte inceleniğine; elektronun K lehasınan, L lehasınan, M lehasınan hızıyla geçtiğini görürüz. Elektron K lehasınan L lehasına gelirken; f m( ) - m( ) 5 f m...( ) Elektron L lehasınan M lehasına gelirken; f A 9. C bağıntısına göre konansatörün ielektrik sabiti arttırılığına sığası a artar. Konansatörün yükü uçlarına bağlanan üretecin gerilimi ile eğişeceğinen konansatörün yükü eğişmez. C enklemine göre konansatörün sığası artacağınan uçları arasınaki potansiyel farkı azalır. Yanıt C ır. f m - m( ) f -m...( ) yazabiliriz. () bağıntıaki () işareti elektronun enerjisinin azalığını gösterir. () e () bağıntılarına göre f < f ir. Hız-zaman grafiğinin altınaki alan alınan yola eşit oluğunan Şekil II ye göre > ir. Yanıt E ir.
.. X Y Z O K L M N Konansatör sabit gerilimli bir üretece bağlanığınan aralığı artsa bile konansatörün lehaları arasınaki potansiyel farkı eğişmez. Yanıt E ir. ε ε Elektronun XY arasına kazanığı enerji Y lehasınan itibaren kaybettiği enerjiye eşit olmalıır. x f f x Bu uruma M noktasına gelince enerjisini kaybeer.. Elektron e protonun yük miktarları eşit oluğu için her ikisine e uygulanan kuetlerin büyüklükleri eşittir. I. yargı oğruur. Yük miktarları eşit oluğu için karşı lehaya arıkları anaki kinetik enerjileri eşittir. Ancak elektronun kütlesi protonun kütlesinen aha küçük oluğu için; elektronun karşı lehaya çarpma hızının büyüklüğü, protonunkinen büyüktür. II. yargı yanlıştır. Elektronun hızı aha büyük oluğuna göre; elektronun Y lehasına ulaşma süresi, protonun X lehasına ulaşma süresinen kısaır. III. yargı a oğruur. Yanıt E ir. 5. X K L M N P S X e Y cisimlerine etki een elektriksel kuet; F X E F Y E oluğunan X cismine elektrik alan içine etki een kuet Y cismine etki een kuetin katıır. Bu neenle özeş cisimleren X in alığı yol Y ninkinin katı olur e cisimler N noktasına karşılaşır. f Y
Ünite Elektrik e Manyetizma 6. erilen lehalar arasına cismin sabit hızla aşağıya inmesi için yükü () olmalıır. F E m E mg yer (yatay) m kütleli yüklü cismin sabit hızla aşağıya inmesi için üzerine etkiyen net kuetin sıfır olması gerekir. E mg 0 0 5 0 0 8 coulomb