পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দুটি সমান ও বিপরীতধর্মী বিন্দু আধান পরস্পর খুব কাছাকাছি বা ক্ষুদ্র দূরত্বে অবস্থান করলে যে তড়িৎ ব্যবস্থা গঠিত হয়, তাকে তড়িৎ দ্বিমেরু (Electric Dipole) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে পরিবাহী এবং অর্ধপরিবাহীর রোধ বা পরিবাহিতার আচরণ সম্পূর্ণ বিপরীত হয়:
   ১. পরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে এর রোধ বৃদ্ধি পায় এবং তড়িৎ পরিবাহিতা হ্রাস পায় (অর্থাৎ পরিবাহীর রোধের উষ্ণতা সহগ ধনাত্মক)।
   ২. অর্ধপরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে সমযোজী বন্ধন ভেঙে মুক্ত ইলেকট্রন ও হোলের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, ফলে এর রোধ হ্রাস পায় এবং তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় (অর্থাৎ অর্ধপরিবাহীর রোধের উষ্ণতা সহগ ঋণাত্মক)।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের বর্তনী অনুসারে,
   $R_1 = 100\,\Omega$
   $R_2 = 150\,\Omega$
   $R_3 = 300\,\Omega$
   $R_4 = 300\,\Omega$
   তড়িৎচ্চালক শক্তি, $E = 10\text{ V}$
   অভ্যন্তরীণ রোধ, $r = 2\,\Omega$

   এখানে $R_2$ ও $R_3$ সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত। তাদের তুল্য রোধ $R_p$ হলে:
   $\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} = \frac{1}{150} + \frac{1}{300} = \frac{2 + 1}{300} = \frac{3}{300} = \frac{1}{100}$
   $\therefore R_p = 100\,\Omega$

   বর্তনীটির মোট বহিঃস্থ তুল্য রোধ:
   $R = R_1 + R_p + R_4 = 100 + 100 + 300 = 500\,\Omega$

   বর্তণীর মূল প্রবাহ:
   $I = \frac{E}{R + r} = \frac{10}{500 + 2} = \frac{10}{502} \approx 0.01992\text{ A}$

   বর্তনীতে সমান্তরাল অংশের দুই প্রান্ত (a ও b বিন্দু) এর মধ্যকার বিভব পার্থক্য:
   $V_{ab} = I \times R_p = 0.01992\text{ A} \times 100\,\Omega \approx 1.992\text{ V}$

   অতএব, a ও b বিন্দুর মধ্যকার বিভব পার্থক্য প্রায় $1.992\text{ V}$ (অভ্যন্তরীণ রোধ অগ্রাহ্য করলে বিভব পার্থক্য $2\text{ V}$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে, $R_4 = 300\,\Omega$ এর সাথে $100\,\Omega$ রোধ প্রথমে সমান্তরালে এবং পরে শ্রেণিতে যুক্ত করা হয়।

   প্রথম ক্ষেত্র (সমান্তরালে যুক্ত করার পর):
   $R_4$ এর সাথে $100\,\Omega$ সমান্তরালে যুক্ত হলে তাদের তুল্য রোধ,
   $R_{4p} = \frac{300 \times 100}{300 + 100} = \frac{30000}{400} = 75\,\Omega$

   বর্তণীর মোট তুল্য রোধ, $R' = R_1 + R_p + R_{4p} = 100 + 100 + 75 = 275\,\Omega$
   মূল প্রবাহ, $I_1 = \frac{E}{R' + r} = \frac{10}{275 + 2} = \frac{10}{277} \approx 0.0361\text{ A}$

   দ্বিতীয় ক্ষেত্র (শ্রেণিতে যুক্ত করার পর):
   $R_4$ এর সাথে $100\,\Omega$ শ্রেণিতে যুক্ত হলে তাদের তুল্য রোধ,
   $R_{4s} = 300 + 100 = 400\,\Omega$

   বর্তণীর মোট তুল্য রোধ, $R'' = R_1 + R_p + R_{4s} = 100 + 100 + 400 = 600\,\Omega$
   মূল প্রবাহ, $I_2 = \frac{E}{R'' + r} = \frac{10}{600 + 2} = \frac{10}{602} \approx 0.0166\text{ A}$

   দেখা যাচ্ছে যে, $I_1 = 0.0361\text{ A}$ এবং $I_2 = 0.0166\text{ A}$।
   যেহেতু $I_2 < I_1$, তাই দ্বিতীয় ক্ষেত্রে মূল প্রবাহের মান হ্রাস পায়।
   অতএব, সুজানার পর্যবেক্ষণটি সঠিক ছিল।