পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০১৫

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

পদার্থবিদ্যা গবেষণাগারে তোমার শিক্ষক তড়িৎ চুম্বকীয় আবেশ বোঝানোর জন্য 5 টেসলা মানের চৌম্বকক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে তিনটি পরিবাহী কুণ্ডলী রাখলেন, যাদের প্রতিটি পাক-সংখ্যা 500, এদের মধ্যে প্রথম কুণ্ডলীটি 5 cm ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার, দ্বিতীয়টি 10 cm ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট আয়তাকার এবং তৃতীয়টি 45 cm ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট বর্গাকার। দ্বিতীয় এবং তৃতীয় কুণ্ডলীকে 0.5 সেকেন্ডে ক্ষেত্র থেকে বের করে নেয়া হলো ।

  1. ক)

    হল ক্রিয়া কী?

    (1)
  2. খ)

    কোনো স্থানের বিনতি 29°s বলতে কী বুঝ ?

    (2)
  3. গ)

    প্রথম কুণ্ডলীতে জড়িত চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিমাণ কত?

    (3)
  4. ঘ)

    উপরোক্ত কুণ্ডলী তিনটিতে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বলের মানের তুলনামূলক বিশ্লেষণ কর ।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    কোনো তড়িৎবাহী পরিবাহীকে একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করলে পরিবাহীটির তড়িৎপ্রবাহ এবং চৌম্বক ক্ষেত্র উভয়ের সাথে সমকোণে বা লম্বভাবে একটি বিভব পার্থক্য বা তড়িচ্চালক বল উৎপন্ন হওয়ার ঘটনাকে হল ক্রিয়া (Hall Effect) বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    কোনো স্থানের বিনতি 29°S (South) বলতে বোঝায়, ঐ স্থানে একটি মুক্তভাবে ঘূর্ণনক্ষম চৌম্বক শলাকাকে তার অভিকর্ষ কেন্দ্র দিয়ে ঝুলিয়ে দিলে তা অনুভূমিকের সাথে 29° কোণ তৈরি করে এবং শলাকাটির দক্ষিণ মেরু নিচের দিকে হেলে থাকে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    চৌম্বক ক্ষেত্র, B=5 TB = 5\text{ T}
    কুণ্ডলীর পাক-সংখ্যা, N=500N = 500
    প্রথম কুণ্ডলীর ব্যাসার্ধ, r=5 cm=0.05 mr = 5\text{ cm} = 0.05\text{ m}
    ক্ষেত্রফল, A=πr2=π×(0.05 m)2≈7.854×10−3 m2A = \pi r^2 = \pi \times (0.05\text{ m})^2 \approx 7.854 \times 10^{-3}\text{ m}^2

    যেহেতু কুণ্ডলীটি চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে অবস্থিত, তাই কুণ্ডলীর তলের অভিলম্ব এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের অন্তর্ভুক্ত কোণ θ=0∘\theta = 0^\circ।

    সুতরাং, প্রথম কুণ্ডলীতে জড়িত মোট চৌম্বক ফ্লাক্স,
    Φ=NBAcos⁡0∘\Phi = N B A \cos 0^\circ
    Φ=500×5×7.854×10−3×1\Phi = 500 \times 5 \times 7.854 \times 10^{-3} \times 1
    Φ≈19.635 Wb\Phi \approx 19.635\text{ Wb}

    উত্তর: প্রথম কুণ্ডলীতে জড়িত চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিমাণ প্রায় 19.635 Wb19.635\text{ Wb} (অথবা একক পাকের ফ্লাক্স 0.03927 Wb0.03927\text{ Wb})।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ফ্যারাডের তড়িচ্চুম্বকীয় আবেশের সূত্রানুযায়ী আবিষ্ট তড়িচ্চালক বলের মান:
    ∣e∣=NΔΦΔt=NBAΔt|e| = N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = \frac{N B A}{\Delta t}

    ১. প্রথম কুণ্ডলীর ক্ষেত্রে:
    উদ্দীপকে প্রথম কুণ্ডলীটিকে ক্ষেত্র থেকে অপসারণ করার কোনো তথ্য দেওয়া নেই বা সময়ের সাথে ফ্লাক্স পরিবর্তনের কথা বলা হয়নি। তাই প্রথম কুণ্ডলীর চৌম্বক ফ্লাক্স অপরিবর্তিত থাকে (ΔΦ=0\Delta \Phi = 0)। ফলে প্রথম কুণ্ডলীতে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল, e1=0 Ve_1 = 0\text{ V}।

    ২. দ্বিতীয় কুণ্ডলীর ক্ষেত্রে:
    পাক-সংখ্যা, N=500N = 500
    চৌম্বক ক্ষেত্র, B=5 TB = 5\text{ T}
    ক্ষেত্রফল, A2=10 cm2=10×10−4 m2=10−3 m2A_2 = 10\text{ cm}^2 = 10 \times 10^{-4}\text{ m}^2 = 10^{-3}\text{ m}^2
    সময়, Δt=0.5 s\Delta t = 0.5\text{ s}
    প্রাথমিক ফ্লাক্স Φ1=BA2=5×10−3 Wb\Phi_1 = B A_2 = 5 \times 10^{-3}\text{ Wb} এবং অপসারণের পর চূড়ান্ত ফ্লাক্স Φ2=0\Phi_2 = 0
    আবিষ্ট তড়িচ্চালক বলের মান,
    ∣e2∣=N∣ΔΦ∣Δt=500×5×10−30.5=5 V|e_2| = N \frac{|\Delta \Phi|}{\Delta t} = \frac{500 \times 5 \times 10^{-3}}{0.5} = 5\text{ V}

    ৩. তৃতীয় কুণ্ডলীর ক্ষেত্রে:
    ক্ষেত্রফল, A3=45 cm2=45×10−4 m2A_3 = 45\text{ cm}^2 = 45 \times 10^{-4}\text{ m}^2
    সময়, Δt=0.5 s\Delta t = 0.5\text{ s}
    আবিষ্ট তড়িচ্চালক বলের মান,
    ∣e3∣=NBA3Δt=500×5×45×10−40.5=22.5 V|e_3| = \frac{N B A_3}{\Delta t} = \frac{500 \times 5 \times 45 \times 10^{-4}}{0.5} = 22.5\text{ V}

    তুলনামূলক বিশ্লেষণ:
    কুণ্ডলী তিনটির মধ্যে প্রথম কুণ্ডলীতে ফ্লাক্স পরিবর্তন না হওয়ায় কোনো তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হয় না (e1=0 Ve_1 = 0\text{ V})। দ্বিতীয় ও তৃতীয় কুণ্ডলীর অপসারণের সময় ও পাক-সংখ্যা একই হলেও তৃতীয় কুণ্ডলীর ক্ষেত্রফল বেশি হওয়ায় এতে ফ্লাক্স পরিবর্তনের হার বেশি। ফলে তৃতীয় কুণ্ডলীতে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল (22.5 V22.5\text{ V}), দ্বিতীয় কুণ্ডলীর আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল (5 V5\text{ V}) অপেক্ষা 22.55=4.5\frac{22.5}{5} = 4.5 গুণ বেশি হয়।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন