পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ বর্তনীর যেকোনো সংযোগ বিন্দুতে মিলিত প্রবাহগুলোর বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য হয়। অর্থাৎ, $\sum I = 0$।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে ধাতব পরিবাহীর পরমাণু ও মুক্ত ইলেকট্রনগুলোর তাপীয় গতিশক্তি তথা কম্পন বৃদ্ধি পায়। ফলে তড়িৎ প্রবাহের সময় গতিশীল মুক্ত ইলেকট্রনগুলোর সাথে পরিবাহীর পরমাণু ও অন্যান্য ইলেকট্রনের সংঘর্ষের হার বেড়ে যায়। এই সংঘর্ষ বৃদ্ধির কারণে ইলেকট্রন প্রবাহ বিঘ্নিত হয়, যার ফলে পরিবাহীর রোধ বৃদ্ধি পায়। অনুরূপভাবে, তাপমাত্রা হ্রাস পেলে সংঘর্ষ কমে যাওয়ায় রোধ হ্রাস পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   চাবি S খোলা অবস্থায় বর্তনীর সমান্তরাল অংশে থাকা দুটি রোধ $R_3 = 30\,\Omega$ এবং $R_4 = 30\,\Omega$ সমান্তরালে যুক্ত।

   তাদের তুল্য রোধ,
   $R_p = \frac{R_3 \times R_4}{R_3 + R_4} = \frac{30 \times 30}{30 + 30} = 15\,\Omega$

   বর্তনীর মোট তুল্য রোধ,
   $R = R_1 + R_2 + R_p = 10\,\Omega + 20\,\Omega + 15\,\Omega = 45\,\Omega$

   বর্তনীর মূল তড়িৎ প্রবাহ,
   $I = \frac{E}{R} = \frac{15\,\text{V}}{45\,\Omega} = \frac{1}{3}\,\text{A} \approx 0.333\,\text{A}$

   ভোল্টমিটারটি সমান্তরাল অংশের দুই প্রান্তে সংযুক্ত থাকায় ভোল্টমিটারের পাঠ হবে:
   $V = I \times R_p = \frac{1}{3}\,\text{A} \times 15\,\Omega = 5\,\text{V}$

   অতএব, চাবি S খোলা অবস্থায় ভোল্টমিটারের পাঠ $5\,\text{V}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   চাবি S খোলা অবস্থায় অ্যামিটারের পাঠ হলো বর্তনীর মূল প্রবাহ $I_1$।
   'গ' হতে পাই,
   $I_1 = \frac{1}{3}\,\text{A} \approx 0.333\,\text{A}$

   এখন, চাবি S বন্ধ করা হলে $20\,\Omega$ রোধের পরের সংযোগ বিন্দুটি সরাসরি উৎসের ঋণাত্মক প্রান্তের সাথে যুক্ত হয়। ফলে সমান্তরাল অংশের দুটি $30\,\Omega$ রোধ এবং ভোল্টমিটার বাইপাস (শর্ট সার্কিট) হয়ে যায় এবং তাদের মধ্য দিয়ে কোনো প্রবাহ চলে না।

   এমতাবস্থায় বর্তনীর কার্যকর তুল্য রোধ হবে:
   $R' = R_1 + R_2 = 10\,\Omega + 20\,\Omega = 30\,\Omega$

   অতএব, বর্তনীর পরিবর্তিত মূল প্রবাহ অর্থাৎ অ্যামিটারের নতুন পাঠ হবে:
   $I_2 = \frac{E}{R'} = \frac{15\,\text{V}}{30\,\Omega} = 0.5\,\text{A}$

   প্রবাহের পরিবর্তন:
   $\Delta I = I_2 - I_1 = 0.5\,\text{A} - 0.333\,\text{A} = 0.167\,\text{A}$

   সুতরাং, চাবি S বন্ধ করে দিলে অ্যামিটারের পাঠ $0.167\,\text{A}$ বৃদ্ধি পাবে।