পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Cumilla Board • কুমিল্লা বোর্ড ২০১৫
পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন
পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগারে একদল শিক্ষার্থী ১ সেন্টিমিটার ব্যাসার্ধ এবং 250 পাকবিশিষ্ট একটি বৃত্তাকার কুণ্ডলীর ভিতর দিয়ে 20 A তড়িৎ প্রবাহ চালনা করে এবং কুণ্ডলীর কেন্দ্রে চৌম্বকক্ষেত্র B এর মান নির্ণয় করে। তারপর কুণ্ডলীর তারটিকে সোজা করে একই পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহ চালিয়ে কয়েলের ব্যাসার্ধের সমান দূরত্বের কোনো বিন্দুতে B এর মান নির্ণয় করে। এমতাবস্থায় প্রবাহ স্থির রেখে পরিবাহীকে 5 tesla মানের চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে স্থাপন করা হলো ।
- ক)(1)
অ্যাম্পিয়ারের সংজ্ঞা দাও।
- খ)(2)
সুষম চৌম্বকের ক্ষেত্রে গতিশীল চার্জের উপর ক্রিয়াশীল বল কি কি বিষয়ের উপর নির্ভরশীল?
- গ)(3)
উদ্দীপকে তারটি সোজা করার পরে চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপিত অবস্থায় এর উপর ক্রিয়াশীল বলের মান কত?
- ঘ)(4)
উদ্দীপকের আলোকে কোন ক্ষেত্রে B এর মান বেশি পাবে? গাণিতিক ব্যাখ্যা দাও ।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
শূন্য মাধ্যমে এক মিটার দূরত্বে রক্ষিত অসীম দৈর্ঘ্যের এবং উপেক্ষণীয় বৃত্তাকার প্রস্থচ্ছেদের দুটি সমান্তরাল সরল পরিবাহীর প্রতিটিতে যে পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহ বজায় রাখলে পরস্পরের মধ্যে প্রতি মিটার দৈর্ঘ্যে 2 × 10⁻⁷ N বল ক্রিয়া করে, তাকে এক অ্যাম্পিয়ার বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
চৌম্বক ক্ষেত্রে গতিশীল চার্জের উপর ক্রিয়াশীল বল F = qvB sinθ। বলটি চার্জের পরিমাণ (q), চার্জের বেগ (v), চৌম্বক ক্ষেত্রের মান (B) এবং বেগ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যবর্তী কোণের (θ) সাইন অনুপাতের ওপর নির্ভর করে।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
তারের দৈর্ঘ্য L = N × 2πr = 250 × 2π × 0.01 = 15.708 m। অতএব ক্রিয়াশীল বল F = I L B sin 90° = 20 × 15.708 × 5 × 1 = 1570.8 N।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
১ম ক্ষেত্রে কুণ্ডলীর কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্র B₁ = (μ₀NI)/(2r) = 0.31416 T। ২য় ক্ষেত্রে সোজা তারের জন্য r দূরত্বে চৌম্বক ক্ষেত্র B₂ = (μ₀I)/(2πr) = 4 × 10⁻⁴ T। যেহেতু B₁ > B₂, তাই ১ম ক্ষেত্রে B-এর মান বেশি হবে।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও