পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রভাবে কোনো পরিবাহীর মধ্য দিয়ে মুক্ত ইলেকট্রনগুলো যে গড় বেগে এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তে অগ্রসর হয়, তাকে তাড়ন বেগ (Drift velocity) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তড়িৎ কোষের তড়িচ্চালক শক্তি 2.5 V বলতে বুঝায়, একক ধনাত্মক আধানকে কোষের এক প্রান্ত থেকে কোষসহ সম্পূর্ণ বর্তনী ঘুরিয়ে পুনরায় ঐ প্রান্তে নিয়ে আসতে 2.5 জুল কাজ সম্পাদিত হয় অথবা 2.5 জুল তড়িৎ শক্তি অন্য শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   চিত্রে $10\,\Omega$, $20\,\Omega$ এবং $30\,\Omega$ রোধ তিনটি সমান্তরালে সংযুক্ত।
   সমান্তরাল সংযোগের তুল্যরোধ $R_p$ হলে,
   $\frac{1}{R_p} = \frac{1}{10} + \frac{1}{20} + \frac{1}{30} = \frac{6 + 3 + 2}{60} = \frac{11}{60}\,\Omega^{-1}$
   $\therefore R_p = \frac{60}{11}\,\Omega \approx 5.455\,\Omega$

   এর সাথে $10\,\Omega$ রোধটি শ্রেণিতে যুক্ত রয়েছে। সুতরাং বর্তনীর মোট তুল্যরোধ:
   $R_{eq} = R_p + 10 = \frac{60}{11} + 10 = \frac{170}{11}\,\Omega \approx 15.455\,\Omega$

   কোষের তড়িৎচালক শক্তি $E = 16\text{ V}$। বর্তনীর মূল তড়িৎ প্রবাহ:
   $I = \frac{E}{R_{eq}} = \frac{16}{\frac{170}{11}} = \frac{176}{170} = \frac{88}{85}\text{ A} \approx 1.0353\text{ A}$

   সমান্তরাল অংশের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য:
   $V_p = I \times R_p = \frac{88}{85} \times \frac{60}{11} = \frac{8 \times 60}{85} = \frac{480}{85} = \frac{96}{17}\text{ V} \approx 5.647\text{ V}$

   সুতরাং, $20\,\Omega$ রোধের মধ্যদিয়ে তড়িৎ প্রবাহ:
   $I_{20} = \frac{V_p}{20} = \frac{96}{17 \times 20} = \frac{24}{85}\text{ A} \approx 0.282\text{ A}$

   অতএব, $20\,\Omega$ রোধের মধ্যদিয়ে তড়িৎ প্রবাহ $0.282\text{ A}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বর্তনীতে তড়িৎচালক শক্তি পরিবর্তিত করে $E' = 150\text{ V}$ করা হলো।
   বর্তনীর মোট রোধ অপরিবর্তিত থাকলে নতুন মূল প্রবাহ:
   $I' = \frac{E'}{R_{eq}} = \frac{150}{\frac{170}{11}} = \frac{150 \times 11}{170} = \frac{165}{17}\text{ A} \approx 9.706\text{ A}$

   অ্যামিটারটি মূল বর্তনীতে যুক্ত রয়েছে, ফলে অ্যামিটার দিয়ে মূল প্রবাহ $I'$ প্রবাহিত হবে।

   উদ্দীপক অনুযায়ী, মূল অ্যামিটারের সর্বোচ্চ পাল্লা (ধারণক্ষমতা), $I_{max} = 2.25\text{ A}$।
   বর্তনীর অ্যামিটারের পাল্লা ৪ গুণ করা হলে অ্যামিটারের নতুন সর্বোচ্চ পরিমাপ ক্ষমতা:
   $I'_{max} = 4 \times 2.25\text{ A} = 9\text{ A}$

   যেহেতু পরিবর্তিত বর্তনীর মূল প্রবাহ $I' \approx 9.706\text{ A}$, যা অ্যামিটারের বর্ধিত পাল্লা $9\text{ A}$-এর চেয়ে বেশি ($I' > I'_{max}$), তাই পরিবর্তিত ক্ষেত্রে অ্যামিটারটির সাহায্যে বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহমাত্রা পরিমাপ করা সম্ভব নয়।