Manyetik Alan ve Manyetik Kuvvet

1. Üzerinden akım geçen düz bir telin oluşturduğu manyetik alan inceleniyor. Telden uzaklaşıldıkça alan şiddeti nasıl değişir?

B ~ i / d

• A) Uzaklıkla ters orantılı olarak azalır.
• B) Uzaklıkla doğru orantılı olarak artar.
• C) Değişmez.
• D) Uzaklığın karesiyle artar.
• E) Önce artar sonra azalır.

Doğru cevap: A — Düz telin manyetik alanı $B \propto i/d$ olduğundan telden uzaklaştıkça alan uzaklıkla ters orantılı olarak azalır.

1. Ne soruluyor: akım sabitken alan şiddetinin tele olan uzaklık $d$ ile nasıl değiştiği.
2. Bağıntıda $d$ paydada durur: $B = k \cdot \dfrac{2i}{d}$. Akım değişmediği için pay sabittir.
3. Uzaklık 2 katına çıkarsa $B$ yarıya, 3 katına çıkarsa üçte birine iner; yani $B \cdot d$ çarpımı sabit kalır.
4. Denetleyelim: tele çok yakın noktada alan çok güçlü, uzakta zayıf ✓ — pusula iğnesinin telden uzaklaşınca daha az sapması da bunu gösterir.

2. Düz bir telden geçen akım üç katına çıkarılırken tele olan uzaklık sabit tutulmaktadır. Buna göre o noktadaki manyetik alan nasıl değişir?

• A) Değişmez.
• B) Üçte birine iner.
• C) Sıfır olur.
• D) Dokuz katına çıkar.
• E) Üç katına çıkar.

Doğru cevap: E — Düz telin alanı akımla doğru orantılıdır ($B \propto i/d$); uzaklık sabitken akım 3 katına çıkınca alan da 3 katına çıkar.

1. Ne soruluyor: yalnız akım değiştiğinde aynı noktadaki alanın nasıl değiştiği.
2. İlk durum: $B_1 = k \cdot \dfrac{2i}{d}$. Yeni durum: $B_2 = k \cdot \dfrac{2(3i)}{d}$.
3. Oran: $\dfrac{B_2}{B_1} = \dfrac{3i}{i} = 3$; uzaklık aynı olduğu için paydalar sadeleşir.
4. Denetleyelim: $B_2 = 3B_1$ ✓ — akım payda olduğundan artış doğrudan alana yansır.

3. Yukarıda anlatılan kural, akım geçen düz telin çevresindeki bir büyüklüğün yönünü belirlemekte kullanılır. Bu kuralla bulunan büyüklük hangisidir?

• A) Elektriksel alan
• B) Manyetik alan
• C) Kütle çekimi
• D) Isı akısı
• E) Elektrik potansiyeli

Doğru cevap: B — Başparmak akım yönünde tutulup tel kavrandığında parmakların sarılma yönü manyetik alanın yönünü verir (sağ el kuralı).

1. Ne soruluyor: anlatılan kavrama kuralıyla hangi büyüklüğün yönünün bulunduğu.
2. Akım geçen düz telin çevresinde, teli merkez alan çembersel bir alan oluşur; bu alanın yönü her noktada çembere teğettir.
3. Başparmak akımı, sarılan parmaklar çember boyunca dönme yönünü gösterir; çembersel yönü olan büyüklük manyetik alandır.
4. Denetleyelim: telin yanına konan pusulanın iğnesi parmakların gösterdiği teğet doğrultuda durur ✓ — pusulayı çeviren manyetik alandır.

4. Akım geçen düz bir telin çevresindeki manyetik alan çizgilerinin biçimi araştırılmaktadır. Bu çizgiler nasıl bir şekil oluşturur?

• A) Telden dışa doğru ışınsal doğrular
• B) Tele paralel doğrular
• C) Düzensiz eğriler
• D) Kapalı elips yayları
• E) Teli merkez alan iç içe çemberler

Doğru cevap: E — Düz telin manyetik alan çizgileri teli merkez alan iç içe kapalı çemberlerdir.

1. Ne soruluyor: düz telin çevresindeki alan çizgilerinin geometrisi.
2. Sağ el kuralında parmaklar teli sarar; bu sarılma, tele dik düzlemde çember çizen bir yön demektir.
3. Alan şiddeti uzaklıkla azaldığı için tele yakın çemberler sık, uzak çemberler seyrek çizilir; hepsinin merkezi teldir.
4. Denetleyelim: tele dik bir kartona serpilen demir tozları teli çevreleyen halkalar oluşturur ✓.

5. Bir akım makarasının sarım sayısı iki katına çıkarılırken akım ve uzunluk sabit tutulmaktadır. Makaranın merkezindeki manyetik alan nasıl değişir?

B ~ N × i / L

• A) Yarıya iner.
• B) Değişmez.
• C) Dört katına çıkar.
• D) İki katına çıkar.
• E) Sıfır olur.

Doğru cevap: D — Akım makarasının merkez alanı $B \propto N i / L$ olduğundan sarım sayısı 2 katına çıkınca alan da 2 katına çıkar.

1. Ne soruluyor: yalnız sarım sayısı $N$ değiştiğinde makara merkezindeki alanın değişimi.
2. Bağıntı: $B = k \cdot \dfrac{4\pi N i}{L}$. Akım $i$ ve uzunluk $L$ sabit tutuluyor.
3. Oran: $\dfrac{B_2}{B_1} = \dfrac{2N}{N} = 2$; her sarım alana eşit katkı verdiği için sarım sayısı ikiye katlanınca katkılar da ikiye katlanır.
4. Denetleyelim: $B_2 = 2B_1$ ✓.

6. Tabloda uzunlukları eşit iki akım makarası karşılaştırılmıştır. Tablodaki boşluğa gelmesi gereken alan değeri hangisidir?

• A) 5B
• B) 6B
• C) B/6
• D) 2B
• E) 3B

Doğru cevap: B — Uzunluklar eşitken makara alanı $N \cdot i$ çarpımıyla orantılıdır; L makarasında bu çarpım $2N \cdot 3i = 6Ni$ olduğundan alan $6B$ olur.

1. Ne soruluyor: K makarasının alanı $B$ iken sarımı $2N$, akımı $3i$ olan L makarasının alanı.
2. Bağıntı $B \propto \dfrac{N i}{L}$; iki makaranın uzunluğu eşit olduğu için yalnız $N \cdot i$ çarpımını karşılaştırmak yeterli.
3. K: $N \cdot i$. L: $2N \cdot 3i = 6Ni$. Oran $\dfrac{6Ni}{Ni} = 6$.
4. Denetleyelim: sarım 2 kat alanı 2 kat, akım 3 kat alanı ayrıca 3 kat artırır; $2 \times 3 = 6$, L’nin alanı $6B$ ✓.

7. İçinden akım geçen bir akım makarasının uçlarının davranışı incelenmektedir. Bu makara için ne söylenebilir?

• A) Hiçbir manyetik etki göstermez.
• B) Yalnız elektrik alan oluşturur.
• C) Kutupları sürekli yer değiştirir.
• D) Her iki ucu da N kutbu olur.
• E) Bir ucu N, diğeri S kutbu gibi davranır.

Doğru cevap: E — Akım geçen makara çubuk mıknatıs gibi davranır; bir ucu N, diğer ucu S kutbudur.

1. Ne soruluyor: akım geçen makaranın uçlarının manyetik davranışı.
2. Her sarım kendi içinden geçen, aynı yönlü bir alan üretir; bu alanlar makaranın içinde üst üste binerek eksen boyunca güçlü ve düzgün bir alan oluşturur.
3. Alan çizgileri bir uçtan çıkar, dışarıdan dolanıp öbür uçtan girer. Çizgilerin çıktığı uç N, girdiği uç S kutbu gibi davranır; hangi ucun N olduğu sağ el kuralıyla (parmaklar akım yönünde sarıldığında başparmak N’yi gösterir) bulunur.
4. Denetleyelim: makaranın bir ucu pusulanın S ucunu çeker, öbür ucu iter ✓ — iki farklı kutup vardır.

8. Bir akım makarasının içine yumuşak demir çekirdek yerleştirilmektedir. Bu eklemenin manyetik alana etkisi nedir?

• A) Alanı belirgin biçimde güçlendirir.
• B) Alanı sıfırlar.
• C) Alanın yönünü tersine çevirir.
• D) Akımı durdurur.
• E) Hiçbir etkisi olmaz.

Doğru cevap: A — Makaranın içine konan yumuşak demir çekirdek mıknatıslanıp kendi alanını ekler ve manyetik alanı belirgin biçimde güçlendirir.

1. Ne soruluyor: demir çekirdeğin makara alanına etkisi.
2. Demir ferromanyetiktir; içindeki küçük manyetik bölgeler dış alanın etkisiyle aynı yöne döner ve demir mıknatıslanır.
3. Mıknatıslanan demirin alanı makaranın alanıyla aynı yöndedir; toplam alan, çekirdeksiz durumun yüzlerce katına çıkabilir.
4. Denetleyelim: elektromıknatıslar ve transformatörler bu yüzden demir çekirdekle yapılır ✓; "yumuşak" demir akım kesilince mıknatıslığını kolayca yitirir.

9. Manyetik alana dik yerleştirilmiş 0,5 m uzunluğundaki telden 4 A akım geçmektedir. Alan şiddeti 2 T ise tele etki eden kuvvet kaç N olur?

F = B × i × L

• A) 1
• B) 2
• C) 8
• D) 4
• E) 16

Doğru cevap: D — Alana dik telde kuvvet $F = B i L = 2 \cdot 4 \cdot 0{,}5 = 4$ N olur.

1. Ne soruluyor: $B = 2$ T alana dik duran, $L = 0{,}5$ m uzunluğunda ve $i = 4$ A akım taşıyan tele etkiyen kuvvet.
2. Tel alana dik olduğu için $\sin 90^\circ = 1$ ve bağıntı $F = B \cdot i \cdot L$ biçiminde kullanılır.
3. İşlem: $2 \cdot 4 = 8$; $8 \cdot 0{,}5 = 4$ N.
4. Denetleyelim: birimler $T \cdot A \cdot m = N$ verir ve $4 / (4 \cdot 0{,}5) = 2$ T ile başlangıç alanına geri dönülür ✓.

10. Akım taşıyan bir tel, manyetik alan çizgilerine paralel olacak biçimde yerleştirilmektedir. Bu tele etki eden manyetik kuvvet için ne söylenir?

• A) En büyük değerindedir.
• B) Sıfırdır.
• C) Alanın yarısı kadardır.
• D) Akıma eşittir.
• E) Tel uzunluğuna eşittir.

Doğru cevap: B — Manyetik kuvvet $F = B i L \sin\theta$ ile verilir; tel alana paralelse $\theta = 0^\circ$, $\sin 0^\circ = 0$ olur ve kuvvet sıfırdır.

1. Ne soruluyor: akım yönü alan çizgileriyle aynı doğrultudayken tele etkiyen kuvvet.
2. Kuvvet bağıntısı açıya bağlıdır: $F = B \cdot i \cdot L \cdot \sin\theta$; burada $\theta$ akım ile alan arasındaki açıdır.
3. Paralel durumda $\theta = 0^\circ$ (ya da ters yönde $180^\circ$); her ikisinde de $\sin\theta = 0$, dolayısıyla $F = 0$.
4. Denetleyelim: kuvvet hem akıma hem alana dik olmalı; ikisi aynı doğrultudaysa tek bir "ikisine birden dik" yön seçilemez ve kuvvet oluşmaz ✓.

11. Manyetik alan içinde akım taşıyan bir tele etki eden kuvvetin yönü araştırılmaktadır. Bu kuvvetin yönü nasıldır?

• A) Akımla aynı yönde
• B) Alanla aynı yönde
• C) Her zaman aşağı doğru
• D) Alana ters yönde
• E) Akım ve alanın oluşturduğu düzleme dik

Doğru cevap: E — Manyetik kuvvet hem akıma hem alana diktir; yani akım ile alanın oluşturduğu düzleme diktir.

1. Ne soruluyor: manyetik alandaki akım taşıyan tele etkiyen kuvvetin yönü.
2. Kuvvet, akım yönü ile alan yönünün vektörel çarpımıyla bulunur ($\vec F = i\,\vec L \times \vec B$); vektörel çarpımın sonucu iki vektöre de diktir.
3. Yönün hangi taraf olduğu sağ el kuralıyla belirlenir: dört parmak akım yönünde, alan avuç içine girecek biçimde tutulursa başparmak kuvveti gösterir.
4. Denetleyelim: yatay alanda yatay akım taşıyan tel düşey yönde kuvvet görür ✓ — kuvvet ne akımın ne alanın doğrultusundadır.

12. Tabloda aynı manyetik alanda bulunan ve alana dik duran iki tel karşılaştırılmıştır. Tabloda eksik bırakılan kuvvet değeri hangisidir?

• A) 4F
• B) 2F
• C) F/2
• D) F
• E) F/4

Doğru cevap: D — Alana dik telde $F = B i L$; L telinde uzunluk 2 kat, akım yarı olduğundan $i \cdot L$ çarpımı değişmez ve kuvvet yine $F$ olur.

1. Ne soruluyor: aynı alanda, alana dik duran ve uzunluğu $2L$, akımı $i/2$ olan telin kuvveti.
2. Alan ortak olduğu için yalnız $i \cdot L$ çarpımını karşılaştırmak yeterli: K teli $i \cdot L$.
3. L teli: $\dfrac{i}{2} \cdot 2L = i \cdot L$. Oran $\dfrac{iL}{iL} = 1$.
4. Denetleyelim: uzunluğun getirdiği 2 kat artışı akımın yarıya inmesi tam götürüyor; L telinin kuvveti $F$ ✓.

13. Bir elektrik motorunda manyetik alan içine yerleştirilmiş akım taşıyan bir çerçeve dönmektedir. Bu dönmenin fiziksel nedeni nedir?

• A) Isı farkı
• B) Yer çekimi
• C) Sürtünme kuvveti
• D) Çerçevenin karşılıklı kenarlarına zıt yönlü manyetik kuvvet etki etmesi
• E) Elektrostatik itme

Doğru cevap: D — Motordaki çerçevenin karşılıklı kenarlarında akım zıt yönlü olduğundan bu kenarlara zıt yönlü manyetik kuvvet etki eder ve bu kuvvet çifti çerçeveyi döndürür.

1. Ne soruluyor: manyetik alandaki akım taşıyan çerçeveyi döndüren fiziksel etki.
2. Çerçevede akım bir kenardan girip karşı kenardan geri döner; iki kenardaki akım yönleri zıttır.
3. Kuvvetin yönü akım yönüne bağlı olduğundan ($\vec F = i\,\vec L \times \vec B$) bir kenar yukarı, karşı kenar aşağı itilir. Eşit ve zıt iki kuvvet aynı doğru üzerinde olmadığı için net kuvvet sıfır olur ama tork oluşur.
4. Denetleyelim: tork çerçeveyi eksen çevresinde döndürür; komütatör akım yönünü her yarım turda çevirerek dönmenin sürmesini sağlar ✓.

14. Yan yana duran iki paralel telden aynı yönde akım geçirilmektedir. Bu iki tel arasındaki etkileşim nasıl olur?

• A) Birbirlerini çekerler.
• B) Birbirlerini iterler.
• C) Hiçbir etki oluşmaz.
• D) Yalnız biri kuvvet görür.
• E) Telleri ısınmaya zorlar.

Doğru cevap: A — Aynı yönde akım taşıyan paralel teller birbirini çeker; her tel diğerinin manyetik alanında kuvvet görür.

1. Ne soruluyor: aynı yönlü akım taşıyan iki paralel tel arasındaki etkileşimin türü.
2. Birinci tel çevresinde çembersel alan üretir; ikinci tel bu alanın içinde kalır ve akım taşıdığı için kuvvet görür.
3. Sağ el kuralı uygulanınca aynı yönlü akımlarda her telin kuvveti öbür tele doğru çıkar; zıt yönlü akımlarda ise kuvvetler dışa doğru olur ve teller birbirini iter.
4. Denetleyelim: iki kuvvet etki-tepki çiftidir, büyüklükleri eşit ve yönleri birbirine doğrudur ✓ — teller birbirini çeker.

15. Hoparlörlerde kalıcı bir mıknatısın yanında değişken akım taşıyan bir bobin bulunmaktadır. Bu düzeneğin ses üretme ilkesi nedir?

• A) Bobinin ısınması
• B) Mıknatısın dönmesi
• C) Değişen akımın bobine değişen kuvvet uygulayıp zarı titreştirmesi
• D) Havanın iyonlaşması
• E) Elektrik alanın ışık üretmesi

Doğru cevap: C — Hoparlörde değişen akım, mıknatısın alanındaki bobine değişen bir kuvvet uygular; bobine bağlı zar titreşerek ses üretir.

1. Ne soruluyor: hoparlörde elektrik sinyalinin sese dönüşme ilkesi.
2. Bobin kalıcı mıknatısın alanı içindedir ve akım taşıdığı için $F = B i L$ büyüklüğünde bir manyetik kuvvet görür.
3. Ses sinyali akımın yönünü ve şiddetini sürekli değiştirir; kuvvet de aynı ritimle yön ve büyüklük değiştirir, bobin ileri geri hareket eder.
4. Denetleyelim: bobine bağlı zar havayı sıkıştırıp seyrelterek ses dalgası oluşturur ✓ — zarın titreşim frekansı akımın frekansıyla aynıdır.

16. Manyetik alan şiddetinin uluslararası birim sistemindeki birimi sorulmaktadır. Buna göre bu birim hangisidir?

• A) Amper
• B) Volt
• C) Tesla
• D) Weber
• E) Coulomb

Doğru cevap: C — Manyetik alan şiddetinin (B) SI birimi tesladır (T); weber ise manyetik akının birimidir.

1. Ne soruluyor: $B$ büyüklüğünün uluslararası birim sistemindeki birimi.
2. Seçeneklerdeki birimleri ayıralım: amper akımın, volt gerilimin (potansiyel farkın), coulomb elektrik yükünün birimidir.
3. Weber ile tesla arasındaki ilişki: manyetik akı $\Phi = B \cdot A$ olduğundan $1\ \text{Wb} = 1\ \text{T} \cdot \text{m}^2$; yani tesla, birim alana düşen akıdır ($\text{Wb}/\text{m}^2$).
4. Denetleyelim: $F = B i L$ bağıntısından $B = F/(iL)$ ve birimi $\text{N}/(\text{A} \cdot \text{m}) = \text{T}$ ✓.

17. Grafikte düz bir telin manyetik alanının uzaklıkla değişimi verilmiştir. Grafikteki değişimin türü nedir?

• A) Ters orantı
• B) Doğru orantı
• C) Karesel artış
• D) Sabit değer
• E) Üstel artış

Doğru cevap: A — Uzaklık 1’den 2’ye çıkarken alan 6’dan 3’e, 3’e çıkarken 2’ye inmiş; çarpımları sabit kalmıştır (6, 6, 6). Bu ters orantıdır.

1. Her noktada d × B çarpımı hesaplanır.
2. 1 × 6 = 2 × 3 = 3 × 2 = 6.
3. Çarpım sabitse bağlılık ters orantıdır.

18. Pusula iğnesi serbest bırakıldığında belirli bir doğrultuda durmaktadır. Bu davranışın nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) İğnenin ağırlığı
• B) Havanın direnci
• C) Dünya’nın manyetik alanının iğneye kuvvet uygulaması
• D) İğnenin elektrik yükü
• E) Güneş ışığı

Doğru cevap: C — Pusula iğnesi küçük bir mıknatıstır; Dünya’nın manyetik alanı ona döndürücü etki yapıp iğneyi kuzey-güney doğrultusunda durdurur.

1. Ne soruluyor: serbest bırakılan pusula iğnesinin hep aynı doğrultuda durmasının nedeni.
2. Pusula iğnesi mıknatıslanmış bir metaldir; N ve S kutupları vardır.
3. Dünya büyük bir mıknatıs gibi davranır ve yüzeyinde bir manyetik alan oluşturur. Bu alan iğnenin kutuplarına zıt yönlü kuvvetler uygular ve iğneyi alan çizgileri doğrultusuna döndürür.
4. Denetleyelim: iğnenin yanına bir mıknatıs yaklaştırılırsa iğne Dünya’nın alanını bırakıp mıknatısa döner ✓ — belirleyici olan manyetik alandır.

19. Tabloda iki alan türü karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Tablodaki boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) Yine yükte başlar ve biter
• B) Kapalı eğriler oluşturur, başlangıcı ve sonu yoktur
• C) Doğrusal ve sonsuza gider
• D) Hiç çizgi oluşmaz
• E) Yalnız düzlem üzerinde bulunur

Doğru cevap: B — Manyetik alan çizgileri kapalı eğrilerdir; tek başına manyetik kutup bulunmadığı için başlangıçları ve sonları yoktur.

1. Ne soruluyor: tablodaki "çizgilerin biçimi" satırında manyetik alan için boş bırakılan ifade.
2. Elektrik alan çizgileri pozitif yükte başlar, negatif yükte biter; çünkü tek başına yük (tek kutup) vardır.
3. Manyetik alanda N ve S kutupları hep birlikte bulunur; mıknatıs ikiye kesilse bile her parça yine iki kutupludur. Bu yüzden çizgiler mıknatısın dışında N’den S’ye, içinde S’den N’ye giderek kapanır.
4. Denetleyelim: düz telin çevresindeki çemberler de kapalı eğridir ✓ — manyetik çizgilerin hiçbir örneğinde başlangıç noktası yoktur.

20. Manyetik alandaki bir tele etki eden kuvvet, akım ile alan arasındaki açıya bağlıdır ve akıma da alana da diktir. Bu bilgiye dayanarak aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

• A) Tel alana dikken kuvvet en büyüktür.
• B) Tel alana paralelken kuvvet sıfırdır.
• C) Kuvvet akım doğrultusundadır.
• D) Kuvvet alana diktir.
• E) Açı değişince kuvvet değişir.

Doğru cevap: C — Bilgi kuvvetin akıma dik olduğunu söyler; bu yüzden "Kuvvet akım doğrultusundadır." yargısı söylenemez.

1. Ne soruluyor: verilen iki bilgiyle (kuvvet açıya bağlı; kuvvet akıma ve alana dik) çelişen yargı.
2. Açıya bağlılık $F = B i L \sin\theta$ demektir: $\theta = 90^\circ$ iken kuvvet en büyük, $\theta = 0^\circ$ iken sıfırdır. Bu, dikken en büyük, paralelken sıfır ve açı değişince değişir yargılarını destekler.
3. Diklik bilgisi, kuvvetin alana dik olduğu yargısını doğrudan destekler; aynı bilgi kuvvetin akıma da dik olduğunu söyler.
4. Denetleyelim: akıma dik olan bir kuvvet akımla aynı doğrultuda olamaz ✓ — söylenemeyecek yargı "Kuvvet akım doğrultusundadır."

21. Manyetik Alanda Protonun Heliks Yarıçapı

• A) 0,05 m
• B) 0,20 m
• C) 0,10 m
• D) 0,40 m

Doğru cevap: C — Doğru cevap C) 0,10 m. Protonun manyetik alana dik hız bileşeni 5×10⁶ m/s olarak bulunur; heliks yarıçapı r = mv/(qB) formülüyle hesaplandığında yaklaşık 0,10 m elde edilir.

1. Protonun hızı v = (3 i + 4 j) × 10⁶ m/s vektörü olarak verilmiştir. Manyetik alan B = 0,5 T +z yönündedir. Hızın manyetik alana dik (x-y düzlemindeki) bileşeninin büyüklüğü: v⊥ = √(3² + 4²) × 10⁶ = 5 × 10⁶ m/s.
2. Manyetik alandaki yüklü bir parçacığın dairesel hareket yarıçapı, manyetik kuvvetin santrifüjal kuvveti dengelemesiyle r = (m v⊥) / (q C) formülünden verilir.
3. Değerleri yerleştirin: m = 1,67 × 10⁻²⁷ kg, q = 1,60 × 10⁻¹⁹ C, v⊥ = 5 × 10⁶ m/s, B = 0,5 T. r = (1,67×10⁻²⁷ × 5×10⁶) / (1,60×10⁻¹⁹ × 0,5) = (8,35×10⁻²¹) / (8,0×10⁻²⁰) ≈ 0,104 m.
4. Sonuç 0,10 m civarındadır; şıklardan C) 0,10 m doğru cevaptır.

22. Manyetik Alandaki Akımlı Telin Çektiği Kuvveti Etkileyen Faktörler

• A) Telden geçen akımın şiddeti
• B) Manyetik alan içine giren tel parçasının uzunluğu
• C) Tel ile manyetik alan arasındaki açı
• D) Telin malzemesinin özdirenci

Doğru cevap: D — Manyetik alandaki akım taşıyan bir tel üzerinde etki eden manyetik kuvvetin büyüklüğü, akım şiddeti, manyetik alan içindeki tel uzunluğu ve tel ile alan arasındaki açıya bağlıdır; telin malzemesinin özdirenci bu kuvveti etkilemez.

1. Manyetik alan içinde yer alan akım taşıyan bir tel üzerinde etki eden manyetik kuvvetin büyüklüğü için F = B ⋅ I ⋅ l ⋅ sinα formülü kullanılır.
2. Formülde B manyetik alan yoğunluğunu, I telden geçen akım şiddetini, l manyetik alan içindeki tel parçasının uzunluğunu ve α tel ile manyetik alan vektörü arasındaki açıyı temsil eder.
3. Bu formüle göre manyetik kuvvetin büyüklüğü; akım şiddeti (I) ile doğrudan, tel uzunluğu (l) ile doğrudan ve aradaki açının sinüsü (sinα) ile doğru orantılı değişir.
4. Telin malzemesinin özdirenci (ρ), telin direncini (R = ρ ⋅ l / A) belirler ve bu da akım şiddetini (I = V/R) dolaylı etkileyebilir; ancak manyetik kuvvet formülünde özdirencin kendisi bir değişken olarak yer almaz.
5. Bu nedenle manyetik kuvvetin büyüklüğü, telin malzemesinin özdirencine **bağlı değildir**. Doğru cevap **D** şıkkıdır.

23. Manyetik Alan ve Kuvvet Hesabı

• A) Saat yönünde eğri bir yörünge
• B) Saat yönünün tersi yönünde eğri bir yörünge
• C) Düz bir yörünge
• D) Doğrusal bir yörünge

Doğru cevap: A — Özet cevap: Elektron manyetik kuvvet etkisiyle saat yönünde eğri bir yörünge izler (A şıkkı). Manyetik alan sayfadan içeriye doğru (▪) ve elektron eksi yönde hareket ettiğinden, Lorentz kuvveti saat yönünde doğar.

1. Elektronun hareket yönünü (eksi yönde) ve manyetik alanın yönünü (sayfadan içeriye ▪) belirleyin.
2. Lorentz kuvvet formülünü uygulayın: F = q(v × A). Burada, elektronun yükü q = -e, hızı v (eksi yönde) ve manyetik alan B (sayfadan içeriye).
3. Çarpımın yönünü (v × A) sağ el kuralıyla bulun: Parmakları doğru çarpma yönünde (v, A), başparmağı kuvvet yönünü (doğrudan sayfanın dışına) gösterir. Elektronun negatif yükü ters çevirir, böylece kuvvet saat yönünde doğar.
4. Kuvvetin yönüne göre elektron saat yönünde eğri bir yörünge izler. Bu da A şıkkına karşılık gelir.