পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো কুণ্ডলীতে প্রতি সেকেন্ডে এক অ্যাম্পিয়ার (1 A) হারে তড়িৎ প্রবাহের পরিবর্তনের ফলে কুণ্ডলীটিতে যে পরিমাণ তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হয়, তাকে ওই কুণ্ডলীর স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   একটি পূর্ণ চক্রে দিক পরিবর্তী তড়িচ্চালক বলের এক অর্ধচক্রের মান ধনাত্মক এবং অপর অর্ধচক্রের মান সমান ও ঋণাত্মক হয়। ফলে একটি পূর্ণ চক্রে এর গড় মান শূন্য (০) হয়ে যায়। তাই গড় মান দ্বারা দিক পরিবর্তী তড়িচ্চালক বলের কার্যকর প্রভাব বা ক্ষমতা পরিমাপ করা যায় না। অন্যদিকে, আপাত মান বা কার্যকর মান (RMS মান) দ্বারা দিক পরিবর্তী প্রবাহের সমান তাপীয় প্রভাবের সমতুল্য মান পাওয়া যায় এবং পরিমাপক যন্ত্রগুলো এই আপাত মানই নির্দেশ করে। এজন্য দিক পরিবর্তী তড়িচ্চালক বলের ক্ষেত্রে গড় মানের চেয়ে আপাত মান বেশি গুরুত্বপূর্ণ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   কুণ্ডলীর পাকসংখ্যা, $N = 500$
   দৈর্ঘ্য, $l = 15\text{ cm} = 0.15\text{ m}$
   প্রস্থ, $b = 10\text{ cm} = 0.10\text{ m}$
   কুণ্ডলীর ক্ষেত্রফল, $A = l \times b = 0.15 \times 0.10 = 0.015\text{ m}^2$
   তড়িৎ প্রবাহ, $I = 5\text{ A}$
   চৌম্বক ক্ষেত্র, $B = 5 \times 10^{-3}\text{ T}$

   চিত্র-১ এ কুণ্ডলীর তল চৌম্বক ক্ষেত্রের সমান্তরালে অবস্থিত। ফলে কুণ্ডলীর তলের অভিলম্ব চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে $\alpha = 90^\circ$ কোণ তৈরি করে (অথবা কুণ্ডলীর তল চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে $\theta = 0^\circ$ কোণ উৎপন্ন করে)।

   সুতরাং, প্রযুক্ত টর্ক,
   $\tau_1 = N I A B \sin 90^\circ$
   $= 500 \times 5 \times 0.015 \times (5 \times 10^{-3}) \times 1$
   $= 0.1875\text{ N m}$

   অতএব, ১নং চিত্রে কুণ্ডলীর উপর প্রযুক্ত টর্কের মান $0.1875\text{ N m}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   চিত্র-২ এ কুণ্ডলীর তল চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে $\theta = 60^\circ$ কোণ তৈরি করে।
   সুতরাং, কুণ্ডলীর ক্ষেত্রফলের অভিলম্ব চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে কোণ উৎপন্ন করে,
   $\alpha = 90^\circ - 60^\circ = 30^\circ$

   ধরি, চিত্র-২ এ প্রয়োজনীয় নতুন পাকসংখ্যা $N'$ হলে টর্কের মান চিত্র-১ এর টর্কের মানের সমান হবে, অর্থাৎ $\tau_2 = \tau_1$।

   আমরা জানি,
   $\tau_2 = N' I A B \sin \alpha$

   প্রশ্নমতে,
   $\tau_2 = \tau_1$
   বা, $N' I A B \sin 30^\circ = N I A B \sin 90^\circ$
   বা, $N' \sin 30^\circ = N \sin 90^\circ$
   বা, $N' \times 0.5 = 500 \times 1$
   বা, $N' = \frac{500}{0.5} = 1000$

   অতএব, পাকসংখ্যার পরিবর্তন করতে হবে,
   $\Delta N = N' - N = 1000 - 500 = 500$

   সুতরাং, ২য় চিত্রে পাকসংখ্যা ৫০০ টি বৃদ্ধি করলে (অর্থাৎ দ্বিগুণ করলে) উভয় ক্ষেত্রে টর্কের মান একই থাকবে।