KKKKKKKKKK Adı Soyadı Numarası Bölümü İmzası : : : : FIZ 144 FİZİK II 2003-2004 BAHAR DÖNEMİ I. ARA SINAVI 02.04.2004 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Sınav süresi 100 dakikadır. Bu sınavda eşit puanlı 30 adet soru vardır. Elinizdeki soru kitapçığı “K” türü soru kitapçığıdır. Yanıtlarınızı ‘Yanıt Kağıdı’ üzerinde ilgili bölmeyi karalayarak işaretleyiniz. Beş yanlış bir doğru yanıtı siler. Hem soru kitapçığına, hem de yanıt kağıdına kimliğiniz ile ilgili bilgileri yazınız. Gerekirse, işlemlerinizi soru kitapçığı üzerinde yapınız. Hesap makinesi kullanmak yasaktır. VERİLER |e-|=e+=p=1,6x10-19 C g=10 m/s2 k=(1/40)=9x109 N.m2/C2 o=9,0x10-12 C2/N.m2 =3 mp =1,7x10-27 kg me=9,1x10-31 kg 1 eV=1,6x10-19 J sin30o=cos60o=0,5 cos30o=sin60o=0,87 sin45o= cos45o=0,7 cos37o=sin53o=0,8 sin37o=cos53o=0,6 3=1,7; 2=1,4 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 giga mega kilo centi mili micro nano pico G M k cm m n p KKKKKKKKKK 1. Kütlesi 25 g ve yükü 5 x 10-6 C olan bir parçacık 3 m/s’lik sabit bir hızla, yükü –5 x 10-6 C olan durgun bir parçacık etrafında dairesel bir yörünge üzerinde dolanmaktadır. Yörüngenin yarıçapı (m cinsinden) nedir? A) 4 B) 3 C) 2 D) 1 E) sıfır 2. Bir bölgedeki elektrik potansiyel V = – 7,5x2 + 3x ifadesi ile verilmektedir. Burada V volt, x ise metre cinsindendir. x=2m’deki elektrik alan vektörünün büyüklüğünü (V/m cinsinden) ve yönünü bulunuz. A) – 27 i B) – 30 i C) 33 i D) 30 i E) 27 i 3. 6 volt’luk bir güç kaynağı kullanılarak 2 dakika süresince bir lambadan 0,3A’lik bir akım geçiriliyor. 2 dakika süresince bu lamba üzerinde harcanan enerji (J cinsinden) nedir? A) 1,8 B) 3,6 C) 216 D) 20 E) 36 4. Bir iletken aynı atom sayısına sahip bir yalıtkandan, aşağıdaki niceliklerin hangisinin farklı sayıda olması ile ayırdedilebilir? A) serbest atomlar D) protonlar B) elektronlar E) moleküller C) serbest elektronlar R 5. R ve T noktaları, şekilde gösterildiği gibi eşit ve zıt işaretli iki yükten eşit uzaklıktadır. Negatif bir q yükünü, R’den T’ye götürmek için gereken iş kaç joule’dur? d d − Q Q + d A) sıfır D) kqQ/( B) kqQ/d 2 d) 2 d C) kqQ/d T E) kqQ/(2d) 6. Bir demet içerisinde bulunan ve kuzeye doğru 1,0 x105 m/s hızla hareket eden, artı iki yüklü iyonların birim hacimdeki sayısı n=2,0x108 iyon/cm3’ dür. Akım yoğunluğu J’nin büyüklüğünü (A/m2) bulunuz? A) 1,6 B) 3,5 C) 4,0 D) 5,4 E) 6,4 7. Her birinin yarıçapı 50 cm, ve aralarındaki uzaklık 1 cm olan, iki dairesel metal plakadan paralel plakalı bir kondansatör yaptığımızı düşünelim. Bu kondansatörün sığası ( pF cinsinden ) ne olur ? A) 455 B) 675 C) 220 D)145 E)700 8. Hareketsiz Q1 ve Q2 yükleri arasındaki uzaklık 75 cm’ dir. Aralarındaki uzaklığı 25 cm yapacak şekilde, yükleri birbirine hızlandırmadan yaklaştırmak için, kaç joule’lük iş yapılması gerekir? (Q1 = - 4,0 10-9 C ve Q2 = -2,0 10-9 C) A) 15 10-7 B) 10 10-9 C) –6,3 10-7 D) 1,9 10-7 E) -1,8 10-7 KKKKKKKKKK 9. Şekilde görüldüğü gibi, yarıçapı a olan içi dolu bir küre, yarıçapı b olan ( b a ), içi boş ikinci bir kürenin içine, merkezleri çakışacak şekilde yerleştirilmiştir. +Q yükü, içi dolu kürenin içine düzgün olarak dağılmıştır. Dış kürenin yükü -Q’dır. Merkezden r ( r a ) kadar uzaklıkta, elektrik alanın büyüklüğü nedir? A) kQ/r2 B) kQr/a3 C) kQ/b2 D) kQ/a2 b a Q -Q E) zero 10.Ters işaretli olarak yüklenmiş iki plakanın arasında düzgün bir elektrik alan oluşmuştur. Negatif yüklü plakanın yüzeyinden serbest bırakılan bir elektron 1,6 cm uzaklıkta bulunan pozitif yüklü plakaya 1,0 x10 -8s sonra çarpmaktadır. Plakalar arasındaki elektrik alanın büyüklüğünü (N/C cinsinden) bulunuz? A) 910 B) 1245 C) 1500 D)1820 E) 2250 11. Bir kondansatöre 1000V’luk potansiyel farkı altında 10 kW.saat ‘lik enerji depolayabilmek için bu kondansatörün sığası (F) ne olmalıdır? A) 72 B) 64 C) 36 D)24 E) 18 12.İç direnci 1,0 ve emk’sı 2,0 V olan bir bataryaya 5,0 ’luk bir direnç bağlanmıştır. Bu bataryada 2,0 dakika içinde elektriksel enerjiye dönüşen kimyasal enerji (J) miktarı nedir? A) 60 B)80 C) 70 D) 40 E) 50 13.Yanda verilen elektrik dipolünün P noktasında oluşturduğu potansiyeli hesaplayınız. A) B) C) D) E) P r k (2q) / (r-a)(r+a) k (2qa) / (r+a)2 k (2qa) / (r-a)(r+a) k (2q) / (r-a)2 k (2q) / (r+a)2 +q a a -q 14.Alaşımdan yapılmış 1,0 m uzunluğunda ve 1,0 mm2 kesitinde bir telin uçları arasına 2,0V’luk bir gerilim uygulandığında üzerinden geçen akımın 2,0A olduğu ölçülmüştür. Bu alaşımın iletkenliği ( m)-1 cinsinden nedir? A) 2,0x103 B) 1,0x103 C) 2,0x10-6 D) 1,0x106 E) 2,0x10-3 15.Tek halkalı bir elektrik devresinden geçen akım 5,0 A’dir. Bu devreye 3,0 ’luk yeni bir direnç seri olarak eklendiğinde akımın 4,0A’e düştüğü görülmüştür. Orijinal devredeki direncin değeri kaç ’dur? A) 12 B) 8 C) 9 D) 4 E) 3 KKKKKKKKKK 16. Bir telden 2 A’ lik kararlı akım geçiyor. Telin bir kesitinden 2 s ‘de geçen elektronların sayısını bulunuz. A) 2 C) 2,5x1019 B) 4 D) 1,3x1019 E) 6,3x1018 17.Bir tel, yarıçapı R=10 cm olan silindirik bir metal kabuğun eksenine yerleştirilmiştir. Telin ve kabuğun çizgisel yük yoğunlukları sırası ile λ ve 2λ’dır (λ=0,9 μC/m). Silindir ekseninden r =20 cm uzaklıktaki elektrik alan (kN/C cinsinden) nedir ? (o=9,0x10-12 C2/N.m2 alınız) A) 250 B) 500 C) 175 D) 650 E) 745 18.Kütlesi, m=81 g olan kübik bir metalin yoğunluğu 3 g/cm3, özdirenci ise ρ= 1,5 x 10-8 Ω.m’ dir. Kübün karşılıklı iki yüzeyi arasına ∆V=5x10-5 V’luk bir potansiyel farkı uygulanınca geçen akım (A) nedir ? A) 58 B) 100 C) 164 D) 245 E) 356 19.Yükleri +4 µC olan iki küçük cisimden biri x = (3)1/2 m ve diğeri ise x = - (3)1/2 m noktalarına yerleştirilmiştir. Bu yüklerin y = 1 m noktasında oluşturdukları elektrik alanın büyüklüğünü (N/C) ve yönünü bulunuz. A) 4,5 x103j B) 9x103j C) -9x103j D) 1,8x103i E) 9x103i 20. Q yüküne sahip R yarıçaplı bir iletken kürenin içindeki potansiyel V = kQ/R ile dışındaki bir noktadaki potansiyel ise V = kQ/r bağıntısı ile verilmektedir. Bu iletken kürenin içindeki ve dışındaki bir noktadaki elektrik alanların büyüklüklerini bulunuz. A) içerde: 0 ; dışarda: kQ/R2 C) içerde: kQ/R2 ; dışarda: 0 E) içerde: 0 ; dışarda: kQ/r2 B) içerde: 0 ; dışarda: kQ/r3 D) içerde : kQ/R2 ; dışarda: kQ/r2 21.Şekildeki devrede R2 direncinin uçları arasındaki potansiyel fark kaç volttur? = 12 V, R1 = 3 , R2 = 4 ve R3 = 5 olduğunu kabul ediniz. A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 R1 R2 R3 E) 12 22.Bir fotokopi makinesinin silindirik olan yüklü tamburunun yüzeyinin hemen üzerindeki elektrik alan şiddeti 3,0x105 N/C’dur. Tamburun iletken olduğu bilindiğine göre , yüzey yük yoğunluğu (C/m2 olarak) nedir? A) 2,7x10-6 B) 4,3x10-8 C) 5,4x10-12 E) sıfır D) 6,5x10-6 A/2 23.Yüzey alanı A olan birbirine paralel iki iletken plakadan oluşan bir kondansatör, şekilde görüldüğü gibi iki farklı dielektrik madde ile doldurulmuştur. Bu kondansatörün eşdeğer sığası nedir? A) oA / d B) 2oA / d C) oA(+1) / 2d D) 2oA (1+) / d A/2 hava d E) oA / 2d KKKKKKKKKK y 24.Şekilde görülen ve Gauss yüzeyi olarak seçilen küp, homojen olmayan E = (4x) iˆ + 5 ˆj N/C’luk bir elektrik alan içine konulmuştur. Kübün, taralı yüzeyinden geçen elektrik alan akısı (N.m2/C cinsinden) nedir? A)16 B) 32 C) 44 D) 62 x E) 64 x =2 m x=4 m z 25.Kapalı bir devrenin bir bölümü yandaki verilmiştir. VK-VL gerilim farkı nedir (V)? A) -16.5 D) -19,5 B) 40,5 E) 35,5 şekilde 30 V 8 V I=0,5 A C) 24,5 + - 6 20 + K 3 3 L 26. İki özdeş direnç, iç dirençsiz bir bataryanın uçlarına paralel bağlandığı zaman dirençlerde harcanan toplam güç 40 W oluyor. Eğer bu dirençler , aynı bataryanın uçları arasına seri bağlansaydı dirençlerde harcanan güç kaç watt olurdu ? A)160 B) 80 C) 40 D) 10 E) 5 27. Uzayın belirli bir bölgesinde elektrik alanı +x yönündedir; büyüklüğü ise x=0’da E=500 N/C’dan, x=30 m’de E=400 N/C’a düşmektedir. Yarıçapı 10 m olan silindir biçimindeki bir kutu, alana şekildeki gibi yerleştirilirse, kutunun içindeki yük miktarı (C cinsinden) ne olur? A) −0,27 B) 1,25 C ) 0,81 D) −2,40 E x=30m x=0 E) sıfır 28. Bir elektrik dipol q=4,50 nC’luk yüklere sahiptir ve yükler arasındaki uzaklık d=2m ‘dir. Dipolün içinde bulunduğu elektrik alanın büyüklüğü E=3x106 N/C’dur. Dipolün potansiyel enerjisi U= −2,16x10-8 J ise, elektrik alan vektörü ile dipol moment vektörü arasındaki açı kaç derecedir? A) 53 B) 30 C) 45 D) 37 E) 60 29. Paralel plakalı havalı bir kondansatörün plakaları arasındaki enerji yoğunluğu 0,5 J/m3 olduğuna göre, plakalar arasındaki E elektriksel alanın büyüklüğü (N/C cinsinden) nedir? A) 3x10+6 B) (1/3)x10-8 C) (1/3)x10-12 D) 3 x10+12 E) (1/3)x10+6 y 30. Şekilde görüldüğü gibi r = 90 m yarıçaplı 60 ’lik yay şeklinde bükülen plastik çubuk, homojen olarak dağılmış −q yükü taşımaktadır. Çizgisel yük yoğunluğu = 1,8x10–9 C/m olduğuna göre, P noktasındaki elektrik alanının büyüklüğü nedir (N/C cinsinden)? A)1,8 B) 0,2 C) 0,18 D) 2,0x10-3 E) 1,8x10-4 P 30 30 r x KKKKKKKKK Adı Soyadı Numarası Bölümü İmzası : : : : FIZ 144 FİZİK II 2003-2004 YAZ DÖNEMİ FİNAL SINAVI 10.8.2004 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Sınav süresi 120 dakikadır. Bu sınavda eşit puanlı 30 adet soru vardır. Elinizdeki soru kitapçığı “K” türü soru kitapçığıdır. Yanıtlarınızı ‘Yanıt Kağıdı’ üzerinde ilgili bölmeyi karalayarak işaretleyiniz. Beş yanlış bir doğru yanıtı siler. Hem soru kitapçığına, hem de yanıt kağıdına kimliğiniz ile ilgili bilgileri yazınız. Gerekirse, işlemlerinizi soru kitapçığı üzerinde yapınız. Hesap makinesi kullanmak yasaktır. VERİLER |e-|=e+=p=1,6x10-19 C g=10 m/s2 k=(1/40)=9x109 N.m2/C2 o=9,0x10-12 C2/N.m2 o=4x10-7 T.m/A =3 mp =1,7x10-27 kg me=9,1x10-31 kg 1 eV=1,6x10-19 J sin30o=cos60o=0,5 cos30o=sin60o=0,87 sin45o= cos45o=0,7 cos37o=sin53o=0,8 sin37o=cos53o=0,6 ln 2=0,69; e=2,7 log e = 0,43 3=1,7; 2=1,4 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 giga mega kilo centi mili micro nano pico G M k cm m n p KKKKK 1. Yanda verilen elektrik dipolünün P noktasında oluşturduğu potansiyeli hesaplayınız. A) B) C) D) E) P r k (2q) / (r-a)(r+a) k (2qa) / (r+a)2 k (2qa) / (r-a)(r+a) k (2q) / (r-a)2 k (2q) / (r+a)2 +q a a -q 2. İki düz ve paralel tel aynı değerde fakat ters yönde akım taşımaktadırlar. İki telin arasında, orta noktadaki magnetik alan; A) sıfırdan farklı ve iki teli birbirine bağlayan bir doğru boyuncadır B) sıfırdan farklı ve tellere paraleldir C )sıfırdan farklı ve tellerin oluşturduğu düzleme diktir D) sıfır E) hiçbiri 3. Bir proton düzgün B manyetik alanına dik bir düzlem içinde, 5,3 mm yarıçapında bir daire üzerinde dolanmaktadır. Protonun hızı 106 m/s ise manyetik alanın (T) değeri nedir?. A)0,5 B) 2,0 C) 10,0 D) 100,0 E) 200,0 +q 4. Positif q yükünü K noktasından O noktasına taşımak için yapılması gereken iş nedir? A) kq2/(2a) D) 3,1kq2/a B) kq2/a E) sıfır a -2q +2q C) 3,5k2q/o O K 5. Boyutları L ,L, 2L olan bir metal kare prizmanın X,Z noktalarına Şekilde görüldüğü gibi V potansiyeli uygulanınca devreden i0 akımı geçmektedir. Aynı V potansiyeli K, M noktalarına uygulanırsa i akımı geçiyor. i/i0 ornını bulunuz. A) 0,25 B) 1 C) 4 D) 6 2L K L L X E) 8 Z M + V 6. Şekilde verilen devredeki 4 F lık kondansatörün Elektriksel potansiyel enerjisi kaç J’ dır ? A) 72 D) 18 B) 50 E) 36 C) 24 4F 3F 5F + 10 V 1 1F KKKKK 7. Enerji yoğunluğu 4.5x10-8 J/m3 paralel plakalı bir kondansatörün, plakalar arası bölgede elektrik alanın değeri (V/m) nedir? A) 35 B) 60 C) 100 D) 180 E) 250 8. Dielektrik malzeme içeren bir kondansatör Q yükü birikene kadar dolduruluyor ve plakalar arası potansiyel farkı 186 V olarak ölçülüyor. Geometrisi aynı fakat levhaları arasında dielektrik malzeme içermeyen diğer bir kondansatör, birincisi ile paralel bağlanıyor ve eşdeğer kondansatördeki yük Q olana kadar dolduruluyorlar. Bu durumda, uçlar arasındaki potansiyel farkı 124 V olarak ölçülüyor. Birinci kondansatörün dielektrik sabiti nedir ? Q2 2R A) 2,0 B) 1,4 C) 0,5 D) 3,3 Q1 E) 5,0 R 9. Yükleri Q1 ve Q2 olan R ve 2R yarıçaplı iki iletkenküre kabuğu, yalıtılmış ve şekildeki gibi yerleştirilmişlerdir. Merkezden olan uzaklığa göre potansiyel grafiği şekildeki gibi ise Q1/Q2 oranını bulunuz. A)-4 B)-4/3 C)-2/3 D)-3/4 E)-3/2 V R 2R 3R -V/3 -V/2 10. Omik bir maddeden silindir şeklinde yapılmış bir malzemenin direnci, aşağıdakilerden hangisine bağımlı değildir. A) B) C) D) E) özdirence uzunluğa yüzey alanına akıma elektronun sürüklenme hızına 11. Şekilde görüldüğü gibi kağıt düzleminden içeri doğru, düzgün ve zamanla değişen bir magnetik alan bulunmaktadır. Kağıt düzlemi içindeki çembersel çerçeveden geçen akı Φ B 5t 2 2t eşitliği ile verilmektedir. Burada Φ B Weber, t saniye ile ölçülmektedir. t=2 s anında çemberin K ve L uçları arasında doğan indüksiyon emk kaç volttur? A) 24 B) 12 C) 5 D) 22 E) 31 12. Nötr su molekülünün ( H2O) buhar fazındaki elektrik dipol momenti 6,2x10-30 C.m’dir. Molekül büyüklüğü 2,0x104 N/C olan bir elektrik alanının içine konulursa, dipol üzerine alanın uyguladığı tork’un maksimum değeri ( N.m cinsinden): A) 3,1x10-26 2 B) 4,0x10-26 C) 5,3x10-26 D) 8,2x10-26 E) 12,4x10-26 KKKKK 13. A ve B kondansatörleri özdeştir. A yüklüdür ve 4J lük enerji depolanmıştır. B ise yüksüzdür. Kondansatörler birbirlerine paralel bağlandığında, kondansatörlerde depolanan toplam enerji kaç joule olur? A) 16 B) 8 C) 4 D) 2 E) 1 14. Bir magnetik alan yüklü bir parçacığın; A) B) C) D) E) doğrultusunu değiştiremez, momentumunu değiştiremez, ivmelenmesini sağlayamaz, kuvvet etkimesini sağlayamaz. kinetik enerjisini değiştiremez 15. Uzunluğu 4 cm olan bir selenoidin sarım sayısı 1000 dir. Bu selenoidden 1 A akım geçerse, merkezindeki magnetik alan kaç tesladır? A) 0,5 B) 1,0x10-2 C) 1,5x10-2 D) 2,0x10-8 E) 3,0x10-2 16. Faraday yasasına göre, indüklenmiş emk ; A) B) C) D) E) magnetik akının değişim hızıyla orantılıdır. elektrik alanın değişim hızıyla orantılıdır magnetik alanın değişim hızıyla orantılıdır. elektrik akısının değişim hızıyla orantılıdır. yükün kütlesinin değişim hızıyla orantılıdır. 1C P 2m 17. 1 C’luk yükü şekildeki dipolün orta dikmesi üzerindeki bir P noktasından, eksen boyunca O noktasına getirmek için yapılan iş kaç joule’dur? A) 3,6 B) 1,8 C) 0,9 D) 0 -1 mm 1 mm x -2C O +2C E) 0,45 18. 3,5 cm yarıçapında ve yarım küre şeklindeki kapalı bir yüzeyin içinde 4,5x10-7 C ’ luk bir yük bulunmaktadır. Kapalı yüzeyin küresel kısmından geçen akı 2,8x104 N .m2/C olduğuna göre düzlem kısmından geçen akı (N .m2/C cinsinden) ne kadardır? A) 0 B) 2,2x104 C) 4,4x104 D) 6,6x104 E) 8,8x104 19. Aynı malzemeden yapılmiş iki tel aynı uzunluğa sahip olmasına karşın farklı çaptadırlar. Bu iki tel bir pile seri olarak bağlanmışlardır. Bu iki tel için hangi özellik aynı olacaktır? A) B) C) D) E) 3 Tel uçlarındaki potansiyel fark elektriksel alan elektronun sürüklenme hızı akım yoğunluğu akım KKKKK 20. Her birinin emk’ sı 18 V olan iki özdeş pil 1 ’luk iç dirence sahiptirler. Bu iki pil paralel bağlandıktan sonra kutuplar arasına 4 ’luk bir direnç bağlanmıştır. Her bir pilden geçen akım (A cinsinden) nedir A) 2,0 B) 4,0 C) 3,6 D) 7,2 B) 2oA / d C) oA(+1) / 2d r R E)0 21. Yüzey alanı A olan birbirine paralel iki iletken plakadan oluşan bir kondansatör, şekilde görüldüğü gibi iki farklı dielektrik madde ile doldurulmuştur. Bu kondansatörün eşdeğer sığası nedir? A) oA / d r A/2 A/2 hava d D) 2oA (1+) / d E) oA / 2d 22. Uzunluğu 3 cm, yarıçapı 0,2 cm olan bir silindirin üzerine tel sarılarak bir solenoid yapılmıştır. İçerisinde 5 mT manyetik alan olduğu an, solenoidde depolanan enerji kaç J olur? A) 7,50 B) 5,25 C) 2,75 D) 1,50 E) 3,75 23. Bir devreye ait bir bölüm yandaki şekilde verilmiştir. VK-VL gerilim farkı nedir(V)? 30 V 8V 6 I=0,5 A A) -16.5 D) -19,5 B) 40,5 E) 24,5 C) 35,5 K 3 3 20 L 24. Eğer elektrik alan pozitif x yönünde ve büyüklüğü, K sabit olmak üzere, E=Kx ise, elektrik potensiyel aşağıdakilerden hangisidir? A) K B) –K C) Kx D) Kx2/2 E) –Kx2/2 25. Gücü 1250 W olan bir ısıtıcı, 125 V potansiyel farkı altında çalışmaktadır. Isıtıcının direncini (ohm cinsinden) ve bir saat içinde ısıtıcının yayınladığı ısı enerji miktarını ( joule cinsinden) sırasıyla bulunuz. A) 12,5 ; 1,25x103 B) 125 ; 4,5x106 C) 125 ; 7,5x104 D) 12,5 ; 7,5x104 E) 12,5 ; 4,5x106 26. Kesit alanı 1,7x10-8 m2 olan bir bakır telin boyu 20 m'dir. Telin uçları arasında 68 V potansiyel fark olduğuna göre, teldeki akım yoğunluğu (A/m2) ne olur? ( Cu=1,7x10-8 .m) A)2x108 4 B) 4x108 C) 2x106 D)3x107 E) 4x106 KKKKK 27. Şekilde görülen metal küre kabuğun içi boştur. Boşluğun merkezine +Q noktasal yükü konulmuştur. Aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? Q Ri A) B) C) D) E) Ro E her yerde sıfırdır. rR0 için E=0 ve rRi için E0’dır. rRi için E=0 ve rR0 için E0’dır. rRi ve rR0 için E0’dır. rRi için E0 ve r> Ri için E=0’dır 28. Bir çubuk mıknatıs ve bir tek sarımlı halka telden geçen akım şekilde görülüyor (halkanın dik kesiti). Halka üzerine etki eden kuvvet ve tork aşağıdakilerden hangisidir? A) B) C) D) E) F sola, =0 F=0, =0 F=0, = saat ibresi yönünde F=0, = saat ibresinin tersi yönünde F sağa, =0 S N B 29. Doğrusal uzun teldeki i akımı zamanla artıyorsa halka içindeki indükleme akımı: A) B) C) D) E) Sıfırdır. Saat ibreleri yönünde oluşur. Yönü, halkanın büyüklüğüne bağlı olur. Akımı taşıyan doğrusal telin yarıçapına bağlı olarak yönelir. Saat ibrelerinin tersi yönde oluşur. i 30. Bir pozitif yüklü parçacık +x doğrultusunda ilerlerken, manyetik alanın +z doğrultusunda yönlendiği bir bölgeye giriyor. Parçacık üzerine uygulanan kuvveti sıfır yapmak amacı ile uygulanacak olan elektriksel alanın doğrultusu ne olmalıdır? A)+y 5 B) -y C) +x D) -x E) +z KKKKK Adı Soyadı Numarası Bölümü İmzası : : : : FIZ 144 FİZİK II 2005-2006 BAHAR DÖNEMİ I. ARA SINAVI 7.04.2006 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Sınav süresi 100 dakikadır. Bu sınavda eşit puanlı 30 adet soru vardır. Elinizdeki soru kitapçığı “K” türü soru kitapçığıdır. Yanıtlarınızı ‘Yanıt Kağıdı’ üzerinde ilgili bölmeyi karalayarak işaretleyiniz. Beş yanlış bir doğru yanıtı siler. Hem soru kitapçığına, hem de yanıt kağıdına kimliğiniz ile ilgili bilgileri yazınız. Gerekirse, işlemlerinizi soru kitapçığı üzerinde yapınız. Hesap makinası kullanmak yasaktır. VERİLER e=1,6x10-19 C g=10 m/s2 k=(1/40)=9x109 N.m2/C2 o=9x10-12 C2/N.m2 o=4x10-7 T.m/A =3 me=9x10-31 kg sin 45= cos 45= 0.7 sin 37= cos 53= 0.6 sin 53= cos 37= 0.8 sin 30= cos 60= -cos 120 = 0.5 sin 60= cos 30= 0.87 1 Sayı Ön takı Simgesi 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 giga mega kilo centi mili micro nano pico G M k c m n p KKKKK 1. q1=25 C ve q2=-81 C ‘luk iki yük arasındaki elektrostatik kuvvetin büyüklüğünün 3,6 newton olabilmesi için yükler arasındaki uzaklık kaç metre olmalıdır? A) 4,5 B) 2,25 C) 1,50 D) 6,0 E) 3,5 2. İçi hava dolu silindirik bir kondansatörün sığası 10 pF ve yükü 8 nC ‘dur. Bu kondansatörün plakaları arasındaki potansiyel farkı kaç volt’dur? A) 1200 B) 800 C) 600 D) 400 E) 200 3. Yarıçapı R ve düzgün hacimsel yük yoğunluğu ρ olan sonsuz uzunluktaki bir silindirin içinde eksenden r (r<R) kadar uzaklıktaki bir noktadaki elektrik alanın büyüklüğü nedir? A) r 2 0 B) r2 4 0 R C) R 2 0 D) R2 2 0 r E) 0 4. 14i+20j+15k N/C değerindeki elektrik alanın xz düzleminin 2 m2’lik bir kesimindeki akısı (N.m2/C) ne kadardır? A) 28 B) 30 C) 40 D) 45 +Q 5. Bir çubuğun üst yarısına pozitif +Q yükü, alt yarısına da negatif –Q yükü düzgün olarak dağıtılmıştır. Çubuğu tam orta noktasından kesen yatay çizgi üzerindeki P noktasında oluşan elektriksel alan hangi yöndedir? A) B) C) E) 60 P -Q D) E) 0 6. Dipol momenti 2x10-10 C.m olan bir elektrik dipolü, şiddeti 3x106 N/C olan homojen bir E elektrik alanına paralel olacak şekilde yerleştirilmiştir. Bu dipolü elektrik alana ters olarak yönlendirebilmek için yapılması gereken iş (J cinsinden) ne kadardır? A) 6x10-16 B) -12x10-4 C) 1x10-4 D) 12x10-4 E) 2x10-10 7. Bir bölgedeki elektrik alan pozitif x yönünde yönelmiştir ve x metre cinsinden olmak üzere büyüklüğü Ex=2x3 N/C bağıntısına uygun olarak değişmektedir. x ekseni üzerinde bulunan ve konumları 1m ve 2m olan A ve B noktaları arasındaki (VB-VA) potansiyel farkını (volt cinsinden) bulunuz. A) 4,0 B) -7,5 C) -8.0 2 D) -12,5 E) 15,0 KKKKK 8. Paralel plakalı bir kondansatörün yükü 3 µC‘dan 9 µC’na çıkarılıp, sonra da plakalar arasındaki uzaklık 1 mm’den 3 mm’ye değiştirilirse, kondansatörde depo edilen enerji ilk durumun kaç katı olur? A) 3 B) 8 C) 9 D) 1 3 E) 27 9. Sonsuz büyüklükte yalıtkan bir plaka, pozitif yüzey yük yoğunluğuna sahiptir. Plakadan 0,5 m uzaklıkta E elektrik alanının büyüklüğü, 2104 N/C ’dür. Yüzey yük yoğunluğu , kaç C/m2 ’dir? A) 1,8107 B) 2,5108 C) 3,6107 D) 7,2108 E) 9,810-7 q2 10. Yarıçapları r1 = 0,05 m ve r2 = 0,08 m olan aynı merkezli iki kürenin elektrik yükleri sırasıyla q1 = 810-8 C ve q2 = 210-8 C’dur. r = 0,10 m’de elektrik alanı E’nin büyüklüğü (N/C cinsinden) nedir? q1 O r1 r2 A) 9103 E) 8104 B) 9104 C) 6106 D) 2104 11. t saniye cinsinden olmak üzere, iletken bir telden geçen akım zamana bağlı olarak i(t)=2t+1 (A) biçiminde değişiyor. t=0 s ile t=2 s aralığında iletken telin bir kesitinden geçen toplam yük miktarını kaç coulomb’dur? A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 E) 10 12. Paralel plakalı bir kondansatörün plakalarının yük yoğunluğu =40 C/m2 olarak veriliyor. Kondansatörün plakaları arasındaki bölgede enerji yoğunluğunu (J/m3) bulunuz. A) 80 B) 20 C) 160 D) 0/8 E) 0/18 13. Yalıtılmış bir nokta yükün eşpotansiyel yüzeyleri: A) yükten dışarı doğru ve yarıçap doğrultusundadır. B) düşey düzlemlerdir. C) merkezinde yük olan eş-merkezli küre yüzeyleridir. D) yatay düzlemlerdir. E) ekseninde yük olan eş-eksenli silindir yüzeyleridir. 14. Bir x-ışını tüpü 7,0 mA ve 80 kV potansiyel farkı altında çalıştırıldığında açığa çıkan güç kaç watt ‘dır? A) 380 B) 560 C) 640 3 D) 720 E) 960 KKKKK 0,2 m 15. Büyüklükleri 5 C olan eşit üç nokta yük aralarındaki mesafe 0,2 m olacak şekilde bir doğru üzerine şekildeki gibi sıralanmışlardır. Sağda bulunan iki yük arasındaki mesafenin tam orta noktasında P’de oluşacak elektriksel potansiyel kaç volt’tur? A) sıfır B) +9,0x105 C) -7,5x105 0,2 m P -q D) +1,5x106 +q -q E)-1,5x105 16. Yarıçapı 10 cm olan yüklü iletken bir kürenin merkezinden 20 cm uzaklıktaki bir noktada elektrik alanı 9x103 N/C olup, yönü kürenin merkezine doğrudur. Kürenin net yükü (C cinsinden) nedir? A) 6x10-8 B) -5x10-8 C) -4x10-8 D) 3x10-8 E) -2x10-8 17. Bir elektrik dipolü, birbirlerinden 0,5x10-9 m uzakta bulunan +2e ve -2e yüklerinden oluşmaktadır. Bu dipol, 3x106 N/C değerindeki elektrik alanı içinde bulunuyorsa; dipol momentinin elektrik alanı ile zıt yönde olduğu durum için dipole etkiyen torkun büyüklüğü (N.m cinsinden ) ne kadardır? A) 0 B) 4,8x10-4 C) 2,4x10-4 D) 3x104 E) 3,2x10-19 18. 220V değerinde bir potansiyel farkı, yarıçapı 0,3 mm, uzunluğu 10 m ve akım yoğunluğu 1,1x104 A/m2 olan bir tele uygulanıyor. Telin özdirenci .m cinsinden nedir? A) 1,0x10-3 B) 1,1x10-3 C) 2,0x10-3 D) 2,2x10-3 E) 3,0x10-3 19. homojen çizgisel yük yoğunluğuna sahip sonsuz uzunluktaki plastik çubuk, kendisinden r = 0,01 m uzaklıkta bulunan bir noktada E = 100 N/C’luk bir elektrik alanı oluşturmuştur. çizgisel yük yoğunluğunu (C/m cinsinden) hesaplayınız. A) 5,41011 D) 10,81011 B) 9,01012 E) 1301012 C) 2701012 + + + + + + + + 20. Uzayın bir bölgesinde elektriksel potansiyel V=2x2 + yz ifadesi ile veriliyor. Burada potansiyel volt cinsinden, uzay koordinatları da metre cinsinden ölçülüyor. x=2m, y=1m, z=2m ile tanımlanan noktadaki elektrik alanı (V/m) bulunuz. A) 8i+j+2k B) -8i-j C) -4i-2j-k 4 D) -8i-2j-k E) 4i-k r KKKKK 21. İçi boş metal bir küre potansiyeli V oluncaya kadar yükleniyor. Kürenin merkezindeki potansiyel nedir? B) –V A) 0 C) 2V D) ( 4 3 r 3 )V E) V 22. Yarıçapı R=1/3 m olan yüksüz bir küre homojen E=3 N/C’luk bir elektrik alanına yerleştirilmiştir. Küreden geçen elektrik akısı (N.m2/C cinsinden) nedir? A) 2 B) 1 C) 0 D) 3 E) 4 23. Paralel plakalı bir kondansatörün plakaları 2 cm yarıçaplı daireler olup, aralarındaki uzaklık 1,5 mm dir ve levhalar arası hava doludur. Bu kondansatörün sığasını (pF cinsinden) hesaplayınız. A) 7,2 B) 5,8 C) 4,5 D) 3,6 E) 1,6 q3=+3x10-6 C 24. Şekildeki q3 yükünü sonsuzdan P noktasına getirmek için yapılması gereken iş kaç joule’dür? A) 45,0 D) 8,1 B) 27,4 E) 0 4 cm 2 cm P C) 16,2 q1=+2x10-6 C q2=+5x10-6 C 25. Elekrik alan içerisinde 1,6 x 10 9 m/s2 ‘ lik bir ivmeyle hareket eden bir elektrona etki eden elektrik alanın büyüklüğü ( N/C cinsinden ) nedir? A) 5 x 10-3 B) 6 x 10-3 C) 7 x 10-3 D) 8 x 10-3 E) 9 x 10-3 26. Yüzey alanı A olan paralel plakalı bir kondansatörün yarısı dielektrik sabiti olan dielektrik bir malzemeyle şekildeki gibi doldurulmuştur. Bu kondansatörün sığasını bulunuz. ε A 2 A) 0 d κ 1 ε A κ 1 B) 0 d 2 ε A 2 C) 0 d κ - 1 A/2 ε A κ - 1 D) 0 d 2 ε A κ E) 0 d 2 5 A/2 d KKKKK 27. Kütlesi 5g, yükü 2x10-5 C olan bir blok şekilde görüldüğü gibi E=3x103 j N/C’luk bir elektrik alanı içine konmuştur. Blok t=0 anında serbest bırakılırsa, t=2 saniye sonra xeksenine uzaklığı kaç metre olur? y g E x m=5g q=2x10-5 C A) 30 B) 1 C) 10 D) 9 E) 4 28. Başlangıçta yüksüz olan 14,4 cm yarıçaplı iletken bir küreden kaç tane elektron uzaklaştırılmalıdır ki, küre yüzeyinde 20 kV 'luk bir potansiyel oluşsun? A) 3,2x107 B) 1,2x107 C) 7,7x1011 D) 4,3x1012 E) 2,0x1012 29. R yarıçaplı yalıtılmış iletken bir kürenin sığası yarıçapıyla nasıl değişir? A) R B) 1 R C) R D) 1 R2 E) R 2 30. Noktasal +12 x 10-9 C ve –8 x 10-9 C ‘luk iki yük arasındaki uzaklık 4 m’dir. Yüklerin arasındaki uzaklığın tam orta noktasında oluşan elektriksel alanın büyüklüğü (N/C cinsinden) nedir? A) 9 x 1018 B) 45 D) 9 x 10-9 C) 9 6 E) 45 x 1018 KKKKKK Adı Soyadı Numarası Bölümü İmzası : : : : FIZ 144 FİZİK II 2005-2006 BAHAR DÖNEMİ GENEL SINAV 02.06.2006 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Sınav süresi 120 dakikadır. Bu sınavda eşit puanlı 30 adet soru vardır. Elinizdeki soru kitapçığı “K” türü soru kitapçığıdır. Yanıtlarınızı ‘Yanıt Kağıdı’ üzerinde ilgili bölmeyi karalayarak işaretleyiniz. Beş yanlış bir doğru yanıtı siler. Hem soru kitapçığına, hem de yanıt kağıdına kimliğiniz ile ilgili bilgileri yazınız. Gerekirse, işlemlerinizi soru kitapçığı üzerinde yapınız. Hesap makinası kullanmak yasaktır. VERİLER e-=e+=p= 1,6x10-19 C g=10 m/s2 k=(1/40)=9x109 N.m2/C2 o=9x10-12 C2/N.m2 o=4x10-7 T.m/A =3 mp =1,7x10-27 kg me=9x10-31 kg 1 eV=1,6x10-19 J sin30o=cos60o=0,5 cos30o=sin60o=0,87 sin45o= cos45o=0,7 cos37o=sin53 o=0,8 sin37o=cos53 o=0,6 3=1,7; 2=1,4 e-1=0,37 Sayı Ön takı Simgesi 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 giga mega kilo santi mili mikro nano piko G M k c m n p Formüller dFB i dL B 1 U E CV 2 2 τ = μB U B μ B B ds i B 0 in B E E dA 0 E dA q FB q v B dB 0 i ds x r 4 r 3 B B dA i R (1 e t / L ) 0 E ds UB d B dt L 1 2 Li 2 N B i 2 M 1 q C (1 et / C ) 0i 2r L L di1 dt di dt U E p E KKKKKK 1. Şekilde görülen metal küresel kabuğun içi boştur. Boşluğun merkezine +Q noktasal yükü konulmuştur. Aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? Q A) E her yerde sıfırdır. B) rRi için E0 ; rRi için E=0 C) rRi için E=0 ; Rir R0 için E0 ; rR0 için E=0 D) rRi için E0 ; Rir R0 için E=0 ; rR0 için E0 E) r<R0 için E0 ; r>R0 için E=0 Ro Ri B 2. Şekilde düzgün bir manyetik alan içindeki dikdörtgen kesitli metal dilimden, 1-yüzeyine dik olarak i akımı geçiyor. Hangi yüzeyde negatif yük birikimi gerçekleşir? A ) 1. yüzeyde B ) 2. yüzeyde C ) 3. yüzeyde D ) 2. yüzeyin tam karşısındaki yüzeyde E ) 1. yüzeyin tam karşısındaki yüzeyde 3 2 i 1 3. Kütlesi 5 g ve yükü 2x10-5 C olan bir parçacık, E= 3x103j N/C değerindeki elektrik alanı bulunan sürtünmesiz bir masa üzerine konuluyor (i ve j vektörleri yatay düzlemdedir). Parçacık t=0 anında orijinden serbest bırakılırsa, t=2 s anında parçacığın orijine olan uzaklığını metre cinsinden bulunuz. A) 3 B) 6 C) 12 D) 18 E) 24 4. Plaka alanı A olan paralel plakalı bir kondansatörün levhaları arası şekilde görüldüğü gibi iki farklı dielektrik madde ile doldurulmuştur. Yeni kondansatörün sığası nedir? A) oA(1+2) / 2d B) 2oA2 / 1d D) 2oA (1+2)/ 12d E) oA / 2d 5. Şekildeki devrenin eşdeğer sığası nedir ? A) 3C/2 D) 4C B) C/4 C) 4C/3 E) 3C/4 2 d C) oA1 / 22d A/2 A/2 1 2 KKKKKK 6. Şekildeki devrede 4Ω’luk direnç üzerinden geçen akım 2A ise 12Ω’luk direnç üzerinden geçen akım (amper cinsinden ) nedir? A) 6 B) 8 D) 2/3 E) 3 C) 3/2 7. l uzunluğundaki bir tel bükülerek R yarıçaplı bir halka oluşturulmuştur. Bu halkadan i şiddetinde akım geçtiğinde halkanın manyetik momenti ne olur? A) l2i B) l i 2 C) l 2i 4 D) l i2 3 E) 1 l i2 8. Büyüklükleri eşit ve + 16 μC olan üç yük şekilde görüldüğü gibi bir doğru boyunca ikişer metre aralıklarla yerleştirilmişlerdir. Q3 yüküne etki eden kuvvet (N cinsinden) ne kadardır? A) 0,72 B) 0,36 C) 0,18 D) 0,144 9. S ve T noktaları, şekilde görüldüğü gibi, eşit ve zıt işaretli iki yükten d uzaklığında bulunmaktadırlar. Bir q test yükünü S noktasından T noktasına götürmek için yapılması gereken iş nedir? A) sıfır D) kqQ/(√2d) E) 0,90 S d +Q d –Q + d d 2 B) kqQ/d E) kqQ/(2d) C) kqQ/d T 10. Omik bir malzemeden silindir şeklinde yapılan bir direncin R değeri aşağıdakilerden hangisine bağlı değildir? A) uzunluğuna D) özdirence B) geçen akıma C) etkin-kesit alanına E) elektronların sürüklenme hızına 11. Akım taşıyan iki uzun düz tel, bir pencereden geçerek odaya giriyor. Tellerden biri 3 A’lik akımı içeri doğru taşırken, diğeri 5A’lik akımı dışarı doğru taşımaktadır. Pencere çerçevesi boyunca B · dl çizgi integralinin büyüklüğünü (T.m) hesaplayınız. A) 1,0x10-5 B) 2,4x10-6 C) 3,8x10-6 D) 6,3x10-6 E) 9,6x10-6 12. İki özdeş kapasitörden biri yüklenerek 4 J’luk bir enerji depolanıyor. Diğer kapasitör ise başlangıçta yüksüzdür. Daha sonra yüklü kapasitör yüksüz olan ile paralel bağlanıyor. Yeni durumda kapasitörlerin toplam enerjisi (J cinsinden) nedir? A) 1 B) 8 C) 2 D) 4 3 E) 16 KKKKKK 13. Sarım sayısı 100 olan ideal bir selenoidin indüktansı 4,5 mH’dir. Selenoidden geçen akımın değişim hızı 200 A/s ise, selenoidde indüklenen emk (V cinsinden) ne kadardır? A) 0,45 B) 0,90 C) 1,8 D) 45 E) 90 14. Bir proton 0,34 T’lık düzgün bir manyetik alan içine dik olarak giriyor ve 10 cm yarıçaplı yörüngede dairesel hareket yapıyor. Protonun yörüngedeki hızını (m/s cinsinden) bulunuz. A) 3,2x106 B) 6,2x106 C) 4,6x106 D) 1,2x106 E) 5,4x106 15. Yarıçapı 2 cm olan çember şeklindeki bir telden 0,2 A şiddetinde akım geçmektedir. Çember şeklindeki halkanın dipol momenti μ=(3i-4j) A.m2’dir. Devre B=(1.5i - 2j - k) tesla’lık bir manyetik alan içerisine yerleştirilince devreye etkiyen torkun büyüklüğü (N.m cinsinden) nedir? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 16. Şekildeki devre için VA-VB potansiyel farkını (volt cinsinden) bulunuz? A) 1,5 B) 3,2 C) 2,0 D) 3,0 6 A 2=2 V 1=4 V E) 3,5 B 4 17. Kenar uzunlukları a = 0,2 m ve b= 0,2 m olan dik üçgen şeklindeki bir halka, sayfa düzleminden içeri doğru yönelmiş ve B=2t2 (tesla) ifadesi ile tanımlı bir manyetik alan içerisine yerleştirilmiştir. t=2 s anında halkada indükleme ile oluşan emk’nın büyüklüğünü volt cinsinden bulunuz. 2 x A) 0,04 B) 0,08 C) 0,16 D) 0,32 E) 0,64 x x x x B=2t x x x x x x x a x x x b x + 18. Yarıçapı R = 10 cm olan bir küre kabuğu, = 4 nC/m2 yüzey yük yoğunluğuna sahiptir. Merkezden r = 5 cm uzaklıktaki K noktasında elektrik alanın büyüklüğü (N/C cinsinden) nedir? A ) 5,42 B ) 9,65 C ) 0,542 D ) 0,965 4 E ) sıfır + + R r + + + K + + KKKKKK 19. Tek halkalı devreden geçen akı B=6t2+6t bağıntısına göre artmaktadır. Burada B miliweber ve t saniye olarak verilmektedir. Bu durumda devrede oluşan indüksiyon emk'nın t=2 s anındaki büyüklüğünü (mV cinsinden) bulunuz? A) 10 B) 15 C) 20 D) 25 E) 30 20. Yarıçapı 10 cm olan iletken bir küre, bilinmeyen bir miktarda yük taşımaktadır. Kürenin merkezinden 20 cm uzaklıktaki bir noktada elektrik alanının büyüklüğü 900 N/C olup yönü kürenin merkezinden dışarıya doğrudur. Kürenin taşıdığı net yük (C cinsinden) nedir? A) 2×10-9 B) 2×10-9 D) 4×10-9 C) 4×10-9 E) 5×10-9 21. İndüktansı 60 mH ve direnci 2 Ω olan bir bobine 40 V’luk emk uygulanmaktadır. Akım denge durumuna ulaştığında manyetik alanda ne kadar enerji (J cinsinden) depolanır? A) 15 B) 12 C) 30 D) 24 E) 36 22. Alanı 4×10-4 m2 olan 100 sarımlık dairesel bir bobinden 100 µA’lik akım geçmektedir. Bobinin manyetik dipol momenti başlangıçta B manyetik alanı ile aynı yönde olacak şekilde büyüklüğü B = 2 T olan bir manyetik alan içine yerleştirilmiştir. Bobini başlangıç durumundan 90º derece döndüren torkun yaptığı iş (µJ cinsinden) nedir? A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 E) 3 23. Q = 27 × 10-9 C’luk bir nokta yük, kenar uzunluğu 40 cm olan bir küpün merkezine yerleştirilmiştir. Küpün tek bir yüzeyinden geçen elektriksel alan akısı ΦE (Nm2/C cinsinden) nedir? A) 100 B) 500 C) 1000 D) 1500 E) 3000 I1=24A 24. İki uzun, paralel iletkenden I1=24 A ve I2=24 A akımları geçmektedir. Şekilde gösterildiği gibi akımlar sayfa düzleminden dışarı yönelmiştir. Şekilde belirtilen P noktasındaki manyetik alanın büyüklüğü kaç mT dır? A) 0 B) 0,24 D) 0,64 E) 1,28 2 cm P 2 cm C) 0,48 I2=24A 5 KKKKKK 25. Yarıçapı 2,5 cm olan çember şeklindeki bir devreden 50 A'lik bir akım geçmektedir. Devrenin merkezindeki manyetik alanı ( mT cinsinden) hesaplayınız. A) 0,3 B) 4,5 C) 1,2 D) 0,6 E) 2,0 26. Şekilde gösterilen devrede 0 = 20 V, R = 2 ve L =0,2 H’dir. S anahtarının kapatılmasından 0,1 s sonra devreden geçen akımı (amper cinsinden) bulunuz. 0 A ) 26,2 B ) 16,2 D ) 3,15 E ) 12,6 S R L C ) 6,3 27. Uzunluğu 0,2 m ve kesit alanı 2 mm2 olan bir telin uçlarına 2 V’luk bir potansiyel farkı uygulandığında, telden 4 A’lik akım geçmektedir. Telin özdirenci (μ.m cinsinden) nedir? A) 2 B) 4 C) 6 D) 5 E) 7 28. Dikdörtgen kangal şeklindeki tel, iki uzun paralel iletkenin tam ortasına şekilde görüldüğü gibi yerleştirilmiştir. İletkenlerden şekilde gösterildiği gibi i1 ve i2 akımları geçmektedir. Eğer i2 akımı azalıyor ve i1 akımı sabit ise, kangalda indüklenen akım için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? i1 i2 A) kangaldan akım geçmez B) saat ibresinin tersi yönünde C) saat ibresi yönünde D) akımın yönü i2- i1’ye bağımlıdır E) akımın yönü i1+ i2’ye bağımlıdır 29. Hızı, v =(2106)i - (5106)j (m/s) olan bir elektron B =(0,4)i+(0,5)j (tesla) ifadesi ile verilen düzgün bir manyetik alan içinde hareket ediyor. Elektrona etki eden manyetik kuvveti newton cinsinden bulunuz. A ) zero B ) 4 106k C ) –4 106k D ) –4,8 10-13k E ) 4,8 10-13k 30. İnce yalıtkan bir çubuk, r yarıçaplı yarım çember şeklinde bükülmüştür. Şekilde gösterildiği gibi -Q yükü yarım çemberin üst yarısına, +Q yükü ise alt yarısına düzgün olarak dağılmıştır. Çemberin merkezi olan P noktasındaki E elektrik alanını bulunuz. − − − -Q − − y − r P x +Q A) 2kQ k r2 B) 2kQ j r2 C) 4kQ i r2 6 D) 4kQ i r2 E) 4kQ j r2 KKKKK Adı Soyadı Numarası Bölümü İmzası : : : : FIZ 144 FİZİK II 2005-2006 BAHAR DÖNEMİ II. ARA SINAVI 12.5.2006 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Sınav süresi 100 dakikadır. Bu sınavda eşit puanlı 30 adet soru vardır. Elinizdeki soru kitapçığı “K” türü soru kitapçığıdır. Yanıtlarınızı ‘Yanıt Kağıdı’ üzerinde ilgili bölmeyi karalayarak işaretleyiniz. Beş yanlış bir doğru yanıtı siler. Gerekirse, işlemlerinizi soru kitapçığı üzerinde yapınız. Hesap makinesi kullanmak yasaktır. VERİLER |e-|=e+=p=1,6x10-19 C g=10 m/s2 k=(1/40)=9x109 N.m2/C2 o=9,0x10-12 C2/N.m2 o=4x10-7 T.m/A =3 mp=1,7x10-27 kg me=9,1x10-31 kg 1 eV=1,6x10-19 J sin30o=cos60o=0,5 cos30o=sin60o=0,87 sin45o=cos45o=0,7 cos37o=sin53o=0,8 sin37o=cos53o=0,6 ln 2=0,69; e=2,7 ln 3=1,1 log e=0,43 3=1,7; 2=1,4 109 106 103 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 giga mega kilo centi mili micro nano pico G M k cm m n p KKKKK 1. R=10 cm yarıçaplı ve N=80 sarımlı çembersel bir akım kangalı, B=2t3 (mT)’lık zamanla değişen ve sayfa düzleminden dışarı doğru yönelmiş bir manyetik alan içerisine şekildeki gibi dik olarak yerleştirilmiştir. t=5 s anında, kapalı halkada oluşan indüksiyon emk’nin büyüklüğünü (mV cinsinden) ve yönünü bulunuz? B) 216, saat yönünün tersi D) 360, saat yönünün tersi A) 216, saat yönünde C) 360, saat yönünde E) 432, saat yönünün tersi i =1 A 2. Bir devreye ait bir bölüm yandaki şekilde verilmiştir. VK-VS potansiyel farkı kaç volttur? A) -10 B) 10 . . . . . . . . . C) -14 D) 2 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . R . . . . . B . . . . . 10 + . 5 1 + - - 1=36 V 1=9 V K . . . S E) -2 y 3. Şekilde görülen N=30 sarımlı bir akım kangalı, xz düzlemine paralel olarak, B = (2i – 3j – 4k) T ifadesi ile verilen düzgün bir manyetik alan içine yerleştiriliyor. Sarımlarından geçen akım şekilde gösterilen yönde i=2 A ve kangalın kesit alanı 4x10-3 m2 olduğuna göre, manyetik alan-kangal sisteminin potansiyel enerjisi kaç joule’dir? x i z A) 0,36 B) -0,36 C) -0,72 D) -1,44 E) 1,44 4. Kütleleri ve kinetik enerjileri birbirlerine eşit iki yüklü parçacık (q1 ve q2) , B düzgün manyetik alan içinde şekildeki gibi çembersel yörüngeler izliyorlar. Aşağıdaki seçeneklerden doğru olanı seçiniz. . . . . . . A) q1 , q2 ; q1 > q 2 B) q1 , q2 ; q1 = q 2 C) q1 , q2 ; q1 q 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q. 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D) q1 , q2 ; q1 > q 2 . . . . . . . . . . . q.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B E) q1 , q2 ; q1 q 2 5. Hızı vp = 2 x103 i (m/s) olan bir proton, şekilde görüldüğü gibi B = 0,05 j (T) ve E = -2x102 k (V/m) ifadeleri ile tanımlanan düzgün manyetik ve elektrik alan bölgelerine giriyor. Bu alanlar nedeniyle proton üzerine etki eden bileşke kuvvet (N cinsinden) nedir? qp A) 3,2x10-17 k D) -1,6x10-17 k B) sıfır E) 2,9x10-17 k B) 100 C) 70 y B vp 12 A D) 140 x E C) -3,2x10-17 k 6. Şekilde, zıt yönlerde eşit şiddette akım geçiren çok uzun doğrusal iki iletken tel görülüyor. Akım şiddetleri 12 A olduğuna göre, K noktasındaki toplam manyetik alanın büyüklüğü kaç T olur? A) 20 z 12 A 3 cm 4 cm K E) 40 1 KKKKK 7. Şekilde gösterildiği gibi, l = 2 m aralıkla yerleştirilmiş paralel iki metal ray üzerindeki iletken çubuk v = 30 m/s sabit hızla çekiliyor. 1,5 T’lık düzgün bir manyetik alan kağıt düzleminden içeri doğrudur. Devrede oluşan indüksiyon akımının büyüklüğü (A cinsinden) ve yönü nedir? (R=12 ). A) 9; saat yönünde B) 9; saat yönünün tersi C) 12; saat yönünde D) 7,5; saat yönünün tersi E) 7,5; saat yönünde l B v R 8. q=+2e yüklü iyonlaşmış atomlar, V potansiyel farkı altında hızlandırılıyorlar ve sonra da şekildeki gibi, düzgün bir B manyetik alanı içine girerek R yarıçaplı, çembersel bir yörünge izliyorlar. Bu atomik iyonların kütlesi, bilinenler cinsinden nedir? A) B) C) D) E) B R (BR)2e/(2V) (BR)2e/V (2BR)2e/V 3(BR)2e/(2V) 2(BR)2e/V A B K i = 2,4 A 9. Şekilde görüldüğü gibi, düzgün bir manyetik alan içine dik olarak yerleştirilen 1 mm kalınlığında ve 1,5 cm genişliğinde bir gümüş metal şeritten i=2,4 A şiddetinde bir akım geçiyor. B=1,6 T şiddetinde manyetik alan içinde doğan Hall gerilimi 0,4 V ise yük taşıyıcılarının birim hacimdeki (m-3 cinsinden) sayısı n nedir? A) 3x1028 D) 2x1027 V q B) 6x1028 E) 5x1027 C) 9x1028 1 mm a b Va-Vb =0,4 V B=1,6 T 2=30 V 1=24 V - 10. Şekildeki devrede VK – VL potansiyel farkı kaç volttur? A) 54 B) 6 C) -6 D) 27 E) -27 + 2Ω 18 Ω 16 Ω K + 11. Şekildeki kondansatör, t = 0 s anında anahtarın kapatılmasıyla dolmaya başlıyorlar. Bu devrenin zaman sabiti kaç s’dir? A) 5 B) 4 C) 32 D) 16 E) 8 L - + 4 - =3 V 4 1 F 2 KKKKK 2 K 1= 15 V- 12. Şekildeki devrede K noktasının potansiyeli kaç volttur? A) 12 B) -12 C) 7 D) -7 + + - 2 = 9 V - 1 1 E) 20 2 4 13. Şekildeki devrede üreteçlerin iç dirençleri önemsenmediğine göre aşağıdaki denklemlerden hangileri doğrudur? i2 + - 2=6 V + I) i1 i2 i3 II) 3i2 2i1 12 III) 3i2 4i3 3 A) sadece I, II 1=18 V - 6 i1 B) sadece I C) sadece II 8 - D) sadece III i3 E) I, II ve III 14. Hızı v = (5×106 i + 4×106 j) m/s olan bir elektron B =(0,5 i – 0,4 j) T ifadesi ile verilen düzgün bir manyetik alan içinde hareket ediyor. Elektrona etki eden manyetik kuvvet (N cinsinden) nedir? A) sıfır B) 3,2×106 k C) -3,2×106 k D) 6,4×10-13 k E) -6,4×10-13 k 15. Elektromotor kuvveti 12 V, iç direnci 1 olan bir üretecin kutupları arasına R=23 ’luk bir direnç bağlanıyor. 3 dakikalık bir zaman diliminde R direnci üzerinde açığa çıkan ısı enerjisi kaç joule olur? A) 76,8 B) 1035 C) 34,5 D) 2170 E) 1080 16. x ekseni boyunca yerleştirilmiş doğrusal iletken telden, +x yönünde 5 A akım geçmektedir. Manyetik alan, B = (3 i + 9 j) mT ile tanımlanmıştır. İletkenin x1 = 1 m ile x2 = 3 m arasında kalan 2 m’lik parçasına etki eden manyetik kuvvet FB’yi (mN cinsinden) bulunuz. A) 90 k B) -90 k C) 120 k D) -120 k E) 210 j B) 12 C) 15 D) 24 E) 42 B i=5 A x1 = 1 m x x2 = 3 m z 17. Sıkı sarılmış 100 sarımdan oluşan dikdörtgen biçimli bir ilmeğin boyutları 0,5 m ve 0,4 m’dir. İlmek, y ekseni boyunca yerleştirilmiş olup; ilmek düzlemi x-ekseni ile 60ο açı yapmaktadır. Sarımlardan şekilde gösterildiği yönde i=2 A şiddetinde akım geçtiği zaman, x-ekseni boyunca uygulanan B=1,2 T’lık düzgün manyetik alanın ilmeğe uyguladığı torkun büyüklüğü (N.m cinsinden) ne olur ? A) 10 y y i=2A 0,5 m N = 100 600 B x 0,4 m z 18. Boyu 25 cm ve çapı 5 cm olan ve 200 sarıma sahip bir solenoidin üzerinden 0,25 A’lik akım geçmektedir. Solenodin merkezinde oluşan B manyetik alanının değeri kaç tesla’dır? A) 1210-4 B) 1,210-4 C) 2,410-4 D) 0,810-4 E) 1,610-4 3 KKKKK 19. Uzun, doğrusal, et kalınlığı ince olan, R yarıçaplı silindirik iletken bir boru i şiddetinde bir akım taşıyor. Şekilde görüldüğü gibi ana eksene rK ve rM uzaklıklarında olan K ve M noktalarında manyetik alan B’nin büyüklüğünü bulunuz. (K noktası borunun içinde M dışında bulunmaktadır.) M rM K rK A) B) BK 0 0 i 2 rK BM 0 i 2 rM 0 i 2 rM C) 0 i 4 R D) 0 i 2 R E) 0 i 4 rM 0 0 R 0 20. Şekildeki üçgen şeklindeki akım çerçevesi i = 5 A akım taşımaktadır ve B = 0,1 T düzgün manyetik alan içerisindedir. Akım çerçevesine etkiyen bileşke kuvvet kaç Newton’dur ve hangi yöndedir? (Manyetik alan ve akım çerçevesi kağıt düzlemindedir.) B=0,1 T L=30 cm i 45 A) sıfır B) 0,105; D) 0,070; E) 0,070; C) 0, l05; 21. Yarıçap R=5 cm olan silindirik doğrusal bir iletkenden i = 50 A akım geçmektedir. Bu akım iletken kesitinin her tarafına düzgün olarak dağıldığına göre, iletkenin ana ekseninden r=R/2 uzaklığında manyetik alanın büyüklüğü (T cinsinden) nedir? A) 200 B) 400 C) 60 D) 80 E) 100 22. Şekildeki devrede R1 direncinden geçen akımı (mA cinsinden) bulunuz. A) 30 B) 40 C) 50 D) 60 1=6 V R2=50 2 = 5 V 3 = 4 V E) 70 R1 =100 23. Şekildeki 3'luk direnç üzerinde açığa çıkan güç 48 W'dır. A ve B noktaları arasındaki potansiyel farkı kaç volttur? 3 A) 12 B) 20 C) 24 D) 80 E) 48 2 A B 24. Şekilde; eş merkezli çembersel yay ve doğrusal tellerden oluşmuş üç kapalı devre görülüyor. Yarım çember biçimli yayların yarıçapları r ve 3r’dir. Bu devreler aynı şiddette i akımı geçirdiğine göre merkezlerdeki manyetik alan büyüklüklerini (B1, B2, ve B3) büyükten küçüğe doğru sıralayınız. i i A) B3 > B1> B2 B) B1 = B2> B3 C) B3 > B1= B2 D) B1 > B2> B3 i B2 B1 B3 4 KKKKK E) B2 > B3> B1 25. Dikdörtgen şeklindeki bir tel çerçeve, düzgün bir manyetik alan bölgesinde sabit v hızı ile çekiliyor. Aşağıdaki grafiklerden hangisi telde doğan indüksiyon akımını zamanın fonksiyonu olarak gösterir? i A) B) i x x x x x x x v C) i t x x x x x x x D) i t B) 7 C) 5 D) 12 K B) 0,3 C) 0,6 E) i t 2 12 4 10 E) 10 D) 1,2 v 6 3 27. Yarıçapı R=3 cm olan bir bölgede silindirin ekseni boyunca düzgün bir manyetik alan bulunmaktadır. Silindirin ekseninden r=6 cm uzaklıkta oluşan indüksiyon elektrik alanın büyüklüğü 4,5×10-3 V/m olduğuna göre, manyetik alanın zamana bağlı değişim hızı kaç T/s’dir? A) 0 x x x x x x x t 26. Şekildeki devrede K ve L noktaları arasındaki eşdeğer direnç kaç ohm’dur? A) 17 x B x x x x x x x x x x x x x E) 2,4 L E E × × × × × × ×R × × × × × × × × × × × × B× r E 28. Şekilde gösterilen beş iletken telin her birinden 3 A şiddetinde akım sayfa düzlemine dik doğrultuda içeri veya dışarı doğru geçmektedir. Gösterilen kapalı yol boyunca B.dl integralinin değerini bulunuz? A) 90 B) 60 C) 0 D) -120 E) 30 29. Bir akım kangalı, 8x10-4 A.m2’ lik bir manyetik dipol momentine sahiptir. Başlangıçta manyetik moment 0,1 T’ lık manyetik alan ile 37 açı yapmaktadır. Bu momenti alana dik yönde yönlendirmek için dış kuvvetler tarafından yapılması gereken iş (J cinsinden) ne kadardır? A) 8x10-5 B) -8x10-5 C) -6,4x10-5 D) 6,4x10-5 30. Şekilde görüldüğü gibi x-ekseni üzerinde ilerleyen bir proton birbirlerine dik ve homojen olan bir E ve B alan bölgesine giriyor, burada E=12x104 k (N/C) ve B=-0,3 j (T)’dır. Protonun gidiş doğrultusundan sapmadan ilerleyebilmesi için hızı (m/s cinsinden) ne olmalıdır? A) 4x105 B) 5x104 C) 3x105 E) 0 x y z q v × × × × × × × × B × × × × × × × × × + + ×+ + ×+ +×+ +×+ +×+ +×+ +× × × × × × × × × × × × × × × ×E× × × × × × × × × × × ×־ ־ ־× ־ ־×־ ־ ־×־ ־×־ ־ ־×־ ־ ־ × × × × × × × × 5 E KKKKK D) 2x104 E) 1x105 6