পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Sylhet Board • সিলেট বোর্ড ২০১৬

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

2 m লম্বা সোজা তারের মধ্য দিয়ে 4 A তড়িৎ প্রবাহিত করলে তার হতে 0.16 m দূরে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান তারটি বৃত্তাকার করলে কেন্দ্রে উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রের চেয়ে কম। আবার তারটি পেঁচিয়ে 10 পাকের কুন্ডলী তৈরি করলে কেন্দ্রে যে চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয় তা এক পাকের ক্ষেত্রের 100 গুণ।

  1. ক)

    পারস্পরিক আবেশ কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    কোনো পরিবাহির পরিবাহিতা 0.2 সিমেন্স বলতে কী বোঝায়?

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকের তারটি হতে 0.16m দূরে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান কত?

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের বক্তব্যের সঠিকতা যাচাই কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    একটি কুণ্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহের পরিবর্তনের ফলে তার নিকটবর্তী অন্য একটি কুণ্ডলীতে তড়িৎচ্চালক বল তথা তড়িৎ প্রবাহ আবিষ্ট হওয়ার ঘটনাকে পারস্পরিক আবেশ (Mutual Induction) বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    কোনো পরিবাহীর রোধের বিপরীত রাশিকে তার পরিবাহিতা বলে। কোনো পরিবাহীর পরিবাহিতা 0.2 S0.2\text{ S} (সিমেন্স) বলতে বোঝায় যে, ঐ পরিবাহীটির রোধ R=1G=10.2=5 ΩR = \frac{1}{G} = \frac{1}{0.2} = 5\ \Omega; অর্থাৎ পরিবাহীটির দুই প্রান্তে 1 V1\text{ V} বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করলে তার মধ্য দিয়ে 0.2 A0.2\text{ A} তড়িৎ প্রবাহিত হবে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    তড়িৎ প্রবাহ, I=4 AI = 4\text{ A}
    দূরত্ব, a=0.16 ma = 0.16\text{ m}
    শূন্য মাধ্যমের প্রবেশ্যতা, μ0=4π×10−7 T m A−1\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\text{ T m A}^{-1}

    অসীম বা দীর্ঘ সোজা তারের জন্য aa দূরত্বে চৌম্বক ক্ষেত্র,
    B=μ0I2πaB = \frac{\mu_0 I}{2\pi a}
    =4π×10−7×42π×0.16= \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 4}{2\pi \times 0.16}
    =2×10−7×40.16=8×10−70.16=5×10−6 T= \frac{2 \times 10^{-7} \times 4}{0.16} = \frac{8 \times 10^{-7}}{0.16} = 5 \times 10^{-6}\text{ T}

    অতএব, তারটি হতে 0.16 m0.16\text{ m} দূরে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান 5×10−6 T5 \times 10^{-6}\text{ T}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকে দুটি বক্তব্য রয়েছে:
    ১ম বক্তব্য: "তার হতে 0.16 m দূরে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান তারটি বৃত্তাকার করলে কেন্দ্রে উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রের চেয়ে কম।"
    ২য় বক্তব্য: "তারটি পেঁচিয়ে 10 পাকের কুণ্ডলী তৈরি করলে কেন্দ্রে উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র এক পাকের ক্ষেত্রের 100 গুণ।"

    গাণিতিক বিশ্লেষণ:
    দেওয়া আছে, তারের দৈর্ঘ্য, L=2 mL = 2\text{ m}, তড়িৎ প্রবাহ, I=4 AI = 4\text{ A}।
    'গ' থেকে পাই, সোজা তার হতে 0.16 m0.16\text{ m} দূরে চৌম্বক ক্ষেত্র, B1=5×10−6 TB_1 = 5 \times 10^{-6}\text{ T}।

    ১. তারটি দিয়ে ১ পাকের বৃত্তাকার কুণ্ডলী বানালে,
    পরিধি, 2πr1=L⇒r1=L2π=22π=1π m2\pi r_1 = L \Rightarrow r_1 = \frac{L}{2\pi} = \frac{2}{2\pi} = \frac{1}{\pi}\text{ m}
    কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্র,
    Bcenter=μ0I2r1=4π×10−7×42×(1/π)=2π2×4×10−7=8π2×10−7≈7.896×10−6 TB_{\text{center}} = \frac{\mu_0 I}{2r_1} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 4}{2 \times (1/\pi)} = 2\pi^2 \times 4 \times 10^{-7} = 8\pi^2 \times 10^{-7} \approx 7.896 \times 10^{-6}\text{ T}
    যেহেতু B1=5×10−6 T<Bcenter=7.896×10−6 TB_1 = 5 \times 10^{-6}\text{ T} < B_{\text{center}} = 7.896 \times 10^{-6}\text{ T}, তাই প্রথম বক্তব্যটি সঠিক।

    ২. তারটি পেঁচিয়ে n=10n = 10 পাকের কুণ্ডলী তৈরি করলে,
    মোট দৈর্ঘ্য LL স্থির থাকায় নতুন ব্যাসার্ধ r10=L2πn=r1n=r110r_{10} = \frac{L}{2\pi n} = \frac{r_1}{n} = \frac{r_1}{10}
    তাহলে ১০ পাকের কুণ্ডলীর কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্র,
    B10=μ0nI2r10=μ0nI2(r1/n)=n2⋅μ0I2r1=n2⋅Bcenter=102⋅Bcenter=100⋅BcenterB_{10} = \frac{\mu_0 n I}{2r_{10}} = \frac{\mu_0 n I}{2(r_1/n)} = n^2 \cdot \frac{\mu_0 I}{2r_1} = n^2 \cdot B_{\text{center}} = 10^2 \cdot B_{\text{center}} = 100 \cdot B_{\text{center}}

    দেখা যাচ্ছে যে, ১০ পাকের কুণ্ডলীর কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্র এক পাকের ক্ষেত্রের ১০০ গুণ। অতএব, উদ্দীপকের দ্বিতীয় বক্তব্যটিও সঠিক।

    সার্বিক সিদ্ধান্তে উদ্দীপকের সম্পূর্ণ বক্তব্যটিই সঠিক।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন