İndüksiyon Akımı Yeni Nesile Geçiş Test Çöz

MEB · 11. Sınıf · Fizik · ELEKTRİK VE MANYETİZMA

11. Sınıf Fizik dersi "İndüksiyon Akımı" konusu için MEB müfredatına uygun 20 soruluk yeni nesile geçiş testi. Yeni nesil sorulara hazırlayan geçiş soruları. Testi çözdükten sonra doğru cevapları, çözümleri ve kazanım analizini görebilirsin.

Soruları aşağıda inceleyebilir, yanıtlamak ve sonuçlarını görmek için testi başlatabilirsin.

Sorular

  1. Lenz Yasası ve Faraday'ın İndüksiyon Yasası'nın tümevarımsal bir sentezini yapan bir grup araştırmacı, indüklenen akımın yönünün her zaman kendisini doğuran sebebe karşı koyacak biçimde olmasının temel fiziksel korunum yasalarından hangisinin doğrudan bir sonucu olduğunu savunmaktadır? Bu duruma temel oluşturan korunum yasası aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Kütlenin Korunumu Yasası
    • B) Enerjinin Korunumu Yasası
    • C) Çizgisel Momentumun Korunumu Yasası
    • D) Elektriksel Yükün Korunumu Yasası
    • E) Açısal Momentumun Korunumu Yasası
  2. Bir fizik öğrencisi, laboratuvarda iki farklı alternatif akım kaynağının gerilim denklemlerini şu şekilde kaydetmiştir: I. Kaynak: V1(t)=V0sin(2πft)V_1(t) = V_0 \cdot \sin(2\pi f t) II. Kaynak: V2(t)=2V0sin(πft)V_2(t) = 2V_0 \cdot \sin(\pi f t) Buna göre, iki kaynağın ürettiği alternatif akımların periyotları arasındaki oran (T1/T2T_1 / T_2) kaçtır?

    • A) 1/4
    • B) 1/2
    • C) 1
    • D) 2
    • E) 4
  3. Alternatif akım jeneratörünün matematiksel modelini inceleyen bir mühendis, indüksiyon geriliminin zamanla değişim grafiğini analiz etmektedir. Mühendis, gerilimin sıfırdan maksimum değerine ulaşma süresini kısaltmak istemektedir. Mühendisin sistemi modifiye ederken uygulayacağı aşağıdaki yöntemlerden hangisi bu süreyi doğrudan kısaltır?

    • A) Tel çerçevenin sarım sayısını artırmak
    • B) Tel çerçevenin dönme hızını (frekansını) artırmak
    • C) Ortamdaki manyetik alan şiddetini artırmak
    • D) Jeneratör çıkışına paralel bir direnç bağlamak
    • E) Tel çerçevenin yüzey alanını büyütmek
  4. Bir alternatif akım jeneratöründe, bobinden geçen manyetik akının zamana bağlı fonksiyonu Φ(t)=0,2cos(50πt)\Phi(t) = 0,2 \cdot \cos(50\pi t) Weber olarak modellenmiştir. Bobinin sarım sayısı ise 100 olarak bilinmektedir. Buna göre, bu sistemde üretilebilecek maksimum indüksiyon elektromotor kuvveti (εmax\varepsilon_{max}) kaç Volttur? (π\pi değerini hesaplamalarda sembolik olarak koruyunuz ya da entegre ediniz; türev ilişkisini göz önüne alınız.)

    • A) 10π\pi
    • B) 50π\pi
    • C) 200π\pi
    • D) 1000π\pi
    • E) 5000π\pi
  5. Bir laboratuvar simülasyonunda, düzgün manyetik alanda sabit açısal hızla dönen bir tel çerçevenin sınırladığı yüzeyden geçen manyetik akının zamana göre değişim grafiği verilmiştir. Grafiğe göre akının sıfır (Φ=0\Phi = 0) olduğu anlarda indüksiyon emk'sinin maksimum değerde olduğu gözlenmiştir. Bu durumun fiziksel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Akının sıfır olduğu anda manyetik alan çizgilerinin çerçeve yüzeyine paralel olması ve bu konumda birim zamandaki akı değişim hızının en yüksek seviyede bulunması
    • B) Manyetik akı sıfır olduğunda çerçevenin elektriksel direncinin de sıfırlanması
    • C) Akı sıfır olduğunda manyetik kuvvetlerin çerçeve üzerindeki torkunun sıfır olması
    • D) Çerçevenin bu konumdayken en yüksek mekanik dönme kinetik enerjisine sahip olması
    • E) Akının sıfır olduğu anlarda çerçevedeki serbest elektronların tamamen hareketsiz kalması
  6. Düzgün bir mıknatıs alanında dönen dairesel bir tel çerçevenin alanı yarıya indirilip, sarım sayısı 4 katına çıkarılıyor ve dönme frekansı da 3 katına yükseltiliyor. Bu değişiklikler sonucunda elde edilecek yeni alternatif gerilimin maksimum değeri, başlangıçtaki maksimum değerinin kaç katı olur?

    • A) 2
    • B) 4
    • C) 6
    • D) 12
    • E) 24
  7. Sürtünmesiz yatay düzlemde, üzerinden sabit bir doğru akım geçen düz tele paralel olacak şekilde yerleştirilen metal halka, telden uzaklaşacak yönde sabit hızla çekilmektedir. Buna göre, halkanın hareketi süresince halkada oluşan indüksiyon akımı ile ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

    • A) Halka telden uzaklaştıkça üzerinden geçen manyetik akı azalacağı için azalan şiddette ve tek yönlü bir indüksiyon akımı oluşur.
    • B) Halka sabit hızla hareket ettiği için halka üzerinde hiç indüksiyon akımı oluşmaz.
    • C) Zamanla yönü ve büyüklüğü periyodik olarak değişen kararlı bir alternatif akım oluşur.
    • D) Halka telden uzaklaştıkça halkanın içindeki akı artacağı için artan şiddette bir indüksiyon akımı oluşur.
    • E) Akımın yönü sürekli değişir ancak şiddeti tamamen sabit kalır.
  8. Bir sanayi jeneratöründe düzgün manyetik alanda dönen bobinin oluşturduğu alternatif akım denklemi i(t)=10sin(100πt)i(t) = 10 \cdot \sin(100\pi t) amper olarak belirlenmiştir. Bu matematiksel modele göre, bu jeneratörün ürettiği akımın frekansı (ff) ve maksimum akım değeri (ImaxI_{max}) sırasıyla aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

    • A) 50 Hz, 10 A
    • B) 100 Hz, 10 A
    • C) 50 Hz, 5 A
    • D) 100 Hz, 20 A
    • E) 25 Hz, 10 A
  9. Bir fizik projesinde öğrenciler, içinden geçen manyetik akıyı zamanla değiştirebildikleri akıllı bir indüksiyon sistemi kurmuşlardır. Sistemde manyetik akının zamana bağlı değişimi Φ(t)=Φ0cos(ωt)\Phi(t) = \Phi_0 \cdot \cos(\omega t) fonksiyonu ile tanımlanmaktadır. Faraday İndüksiyon Kanunu'na göre indüklenen gerilim fonksiyonu elde edilmek istendiğinde, gerilimin zamana göre değişimi aşağıdakilerden hangisi ile uyumlu olur?

    • A) Sabit bir doğru akım doğrusu ile
    • B) Akı değişimiyle aynı fazda olan bir kosinüs fonksiyonu ile
    • C) Genliği ve frekansı zamanla sönümlenen bir dalga ile
    • D) Akının zamana göre türeviyle ilişkili olan bir sinüs fonksiyonu ile
    • E) Sadece pozitif değerler alan kare dalga fonksiyonu ile
  10. Bir grup öğrenci, alternatif akım üreten basit bir el jeneratörü tasarlamıştır. Tasarımlarında, sabit bir mıknatıs çifti arasında el yordamıyla döndürülen bir bobin ve bu bobine bağlı bir LED lamba bulunmaktadır. Öğrenciler bobini daha hızlı döndürdüklerinde LED lambanın hem daha parlak yandığını hem de saniyedeki kırpışma (yanıp sönme) sayısının arttığını gözlemlemiştir. Bu gözleme dayanarak yapılan aşağıdaki çıkarımlardan hangisi yanlıştır?

    • A) Bobinin dönme hızı arttıkça birim zamandaki manyetik akı değişim hızı artar.
    • B) Dönüş hızı, üretilen alternatif akımın tepe gerilimini doğrudan etkiler.
    • C) LED lambanın saniyedeki kırpışma sayısının artması, üretilen akımın frekansının arttığını gösterir.
    • D) Alternatif akımın frekansı sadece mıknatısların kutup şiddetine bağlıdır, dönme hızıyla ilişkisi yoktur.
    • E) Dönme hızı arttıkça devrede indüklenen maksimum akım miktarı da artış gösterir.
  11. Düzgün bir B\vec{B} manyetik alanı içinde bulunan AA yüzey alanına sahip NN sarımlı bir tel çerçeve, ω\omega açısal hızıyla döndürülmektedir. Çerçevenin uçlarında oluşan maksimum indüksiyon geriliminin matematiksel ifadesi εmax=NBAω\varepsilon_{max} = N \cdot B \cdot A \cdot \omega şeklindedir. Buna göre; NN, BB ve AA nicelikleri sabit tutulup sadece açısal hız (ω\omega) iki katına çıkarılırsa oluşan gerilimin maksimum değeri ve akımın frekansı nasıl değişir?

    • A) Maksimum gerilim iki katına çıkar, frekans yarıya iner.
    • B) Maksimum gerilim değişmez, frekans iki katına çıkar.
    • C) Hem maksimum gerilim hem de frekans iki katına çıkar.
    • D) Maksimum gerilim dört katına çıkar, frekans değişmez.
    • E) Hem maksimum gerilim hem de frekans yarıya iner.
  12. Sabit süratle dönen bir jeneratör bobininde oluşan alternatif gerilimin zamana göre grafiği çizildiğinde sinüs eğrisi elde edilmektedir. Bu grafikteki ardışık iki tepe noktası arasındaki süre 0,04 saniye olarak ölçülmüştür. Buna göre, bu alternatif akım kaynağının frekansı kaç Hz'dir?

    • A) 10
    • B) 25
    • C) 50
    • D) 100
    • E) 250
  13. Faraday'ın İndüksiyon Kanunu'na göre indüksiyon elektromotor kuvveti, manyetik akının zamana göre değişim hızı ile doğru orantılıdır (ε=NΔΦΔt\varepsilon = -N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}). Bu modeldeki eksi (-) işareti Lenz Kanunu'nu temsil eder. Bu matematiksel modeldeki eksi işareti ve fiziksel anlamı hakkında yapılan aşağıdaki yorumlardan hangisi doğrudur?

    • A) Enerjinin korunumu ilkesi gereği, indüksiyon akımının kendisini oluşturan akı değişimine karşı koyacak yönde olduğunu gösterir.
    • B) İndüksiyon geriliminin her zaman negatif yönlü bir alternatif akım üreteceğini gösterir.
    • C) Manyetik alan şiddeti arttığında sistemin toplam elektriksel direncinin azalacağını ifade eder.
    • D) İndüksiyon akımının sadece manyetik akı azaldığında oluşabileceğini belirtir.
    • E) Sistemin dışarıya sürekli enerji verdiğini ve bu yüzden iç enerjisinin eksildiğini gösterir.
  14. Bir tasarımcı, rüzgâr türbininden elde ettiği alternatif akımın maksimum gerilimini iki katına çıkarmak istemektedir. Tasarımcı, türbin içindeki manyetik alanı değiştirmeden sadece bobinin fiziksel özelliklerinde ve dönüş hızında ayarlamalar yapacaktır. Buna göre tasarımcı, aşağıdaki işlemlerden hangisini yaparsa amacına kesinlikle ulaşır?

    • A) Bobinin sarım sayısını yarıya indirip periyodunu iki katına çıkarmak
    • B) Bobinin yüzey alanını yarıya indirip dönüş frekansını sabit tutmak
    • C) Bobinin dönüş frekansını iki katına çıkarırken diğer tüm fiziksel özellikleri sabit tutmak
    • D) Bobinin direncini iki katına çıkarıp dönüş hızını yarıya indirmek
    • E) Bobinin kesit alanını iki katına çıkarıp dönüş frekansını yarıya indirmek
  15. Bir laboratuvar ortamında gerçekleştirilen alternatif akım deneyinde, indüksiyon geriliminin zamana bağlı fonksiyonu ε(t)=Vmaxsin(ωt)\varepsilon(t) = V_{max} \cdot \sin(\omega t) olarak modellenmiştir. Araştırmacılar, bu modeldeki değişkenleri değiştirerek devredeki LED lambanın parlaklık grafiğini incelemek istemektedir. Bu matematiksel modele göre, üretilen indüksiyon geriliminin tepe değerini (VmaxV_{max}) artırmak için aşağıdaki işlemlerden hangisi tek başına yapılabilir?

    • A) Tel çerçevenin sarım sayısını azaltmak
    • B) Tel çerçevenin dönme frekansını azaltarak periyodu artırmak
    • C) Tel çerçeveyi daha az iletken bir malzemeden imal etmek
    • D) Dış manyetik alanın şiddetini (B) ve tel çerçevenin alanını (A) artırmak
    • E) Akımın yönünü sabitlemek için düzeneğe bir diyot eklemek
  16. Selin, tasarladığı indüksiyon deneyinde düzgün bir manyetik alan içerisinde bulunan tel çerçeveyi sabit hızla döndürmektedir. Selin, döngü sırasında çerçevenin yüzey normali ile manyetik alan çizgileri arasındaki açı tam 90° olduğu anda indüksiyon emk'sinin maksimum değerine ulaştığını gözlemlemiştir. Bu gözlemin teorik olarak en tutarlı gerekçesi aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Bu konumda çerçeveden geçen toplam manyetik akının sıfır olması
    • B) Bu konumda çerçevenin tel kısımlarının manyetik alan çizgilerini dik keserek akı değişim hızını maksimuma ulaştırması
    • C) Bu konumda çerçevenin toplam elektriksel direncinin minimum değere inmesi
    • D) Bu konumda çerçevenin yüzeyinden geçen toplam manyetik akının maksimum olması
    • E) Bu konumda çerçeve üzerinde biriken net statik elektrik yükünün en yüksek değere ulaşması
  17. Bir fizik öğretmeni, öğrencilerine manyetik alan içinde dönen bir tel çerçevenin LED lambada oluşturduğu parlaklığın sürekli değiştiğini göstermiştir. Öğrenciler, lambanın bu değişken parlaklığının arkasındaki mekanizmayı açıklamak için bazı önermeler sunmuştur. Buna göre, lambanın parlaklığındaki bu dalgalanmanın temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Tel çerçevedeki direnç değerinin sürekli değişmesi
    • B) Zamanla çerçevenin içinden geçen manyetik akının ve dolayısıyla indüksiyon akımının yön ve büyüklük olarak değişmesi
    • C) Ortamdaki dış manyetik alanın şiddetinin sürekli artıp azalması
    • D) Telin yapıldığı metalin cinsine bağlı olarak elektron yoğunluğunun dalgalanması
    • E) Çerçevenin dönme yönünün her yarım turda bir kendiliğinden tersine dönmesi
  18. Bir rüzgâr gülü jeneratöründe rüzgârın şiddeti iki katına çıktığında pervane saniyede iki kat daha fazla dönmektedir. Diğer değişkenler sabit tutulduğunda, jeneratörün ürettiği maksimum gerilim nasıl değişir?

    • A) Değişmez
    • B) Yarıya iner
    • C) 2 katına çıkar
    • D) 4 katına çıkar
    • E) √2 katına çıkar
  19. Sınıfta akıllı telefonun pusula sensörünü kullanarak manyetik akı ölçen öğrenciler, cihazı sabit tutarak yakındaki elektromıknatısın akımını düzgünce artırmaktadır. Bu durumda sensörden geçen akı ve indüksiyon emk'si için ne söylenebilir?

    • A) Akı artar, emk sıfırdan farklı ve sabittir.
    • B) Akı azalır, emk sürekli artar.
    • C) Akı sabit kalır, emk artar.
    • D) Akı artar, emk sıfıra eşit olur.
    • E) Akı azalır, emk sabit kalır.
  20. Yatay sürtünmesiz düzlemde bulunan bir mıknatıs, şekilde gösterilen yönde halkanın merkez ekseni doğrultusunda v hızıyla yaklaştırılıyor. Bu süreçte halkada oluşan indüksiyon akımı ile ilgili hangisi doğrudur?

    • A) Akı azalacağı için halka mıknatısı çekecek yönde alan oluşturur.
    • B) Akı artacağı için halka mıknatısı itecek yönde manyetik alan oluşturur.
    • C) Akı sabit kalır ve halkada akım oluşmaz.
    • D) Mıknatıs yaklaştıkça halkadan geçen net akı sürekli azalır.
    • E) Oluşan akım mıknatısın hareketini kolaylaştıracak yöndedir.

Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.