$q_1, q_2, q_3$ અને $q_4$ એ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબના બિંદુવત વિદ્યુતભારો છે અને $S$ એ $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતી ગોલીય ગૌસિયન સપાટી છે. ગૌસના નિયમ મુજબ નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા એક વિદ્યુતભારીત કવચ પર કુલ વિદ્યુતભાર $Q$ છે. ધારો કે $h$ ઊંચાઈ અને $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતી બંધ નળાકાર સપાટીમાંથી પસાર થતું વિદ્યુત ફ્લક્સ $\Phi$ છે,જેનું કેન્દ્ર કવચના કેન્દ્ર સાથે સંપાત થાય છે. નળાકારનું કેન્દ્ર તેની અક્ષ પરનું એવું બિંદુ છે જે તેની ઉપરની અને નીચેની સપાટીથી સમાન અંતરે છે. નીચેનામાંથી કયો/કયા વિકલ્પ સાચો/સાચા છે? [$\epsilon_0$ એ મુક્ત અવકાશની પરમિટિવિટી છે]
$(1)$ જો $h > 2R$ અને $r > R$ હોય,તો $\Phi = \frac{Q}{\epsilon_0}$
$(2)$ જો $h < \frac{8R}{5}$ અને $r = \frac{3R}{5}$ હોય,તો $\Phi = 0$
$(3)$ જો $h > 2R$ અને $r = \frac{4R}{5}$ હોય,તો $\Phi = \frac{2Q}{5\epsilon_0}$
$(4)$ જો $h > 2R$ અને $r = \frac{3R}{5}$ હોય,તો $\Phi = \frac{Q}{5\epsilon_0}$

ગોસના નિયમ વિશેના કેટલાક મુદ્દાઓની ચર્ચા કરો.

આકૃતિમાં ત્રણ વિદ્યુતભારો $q_1 = 1\,\mu C, q_2 = 2\,\mu C$ અને $q_3 = -3\,\mu C$ તથા ચાર સપાટીઓ $S_1, S_2, S_3$ અને $S_4$ દર્શાવેલ છે. સપાટી $S_2$ માંથી બહાર આવતું ફ્લક્સ $N\cdot m^2/C$ માં કેટલું હશે?

એક સમાન વિદ્યુતક્ષેત્ર $E = 3 \times 10^{3} \hat{i} \; N/C$ ધ્યાનમાં લો.
$(a)$ $10 \; cm$ બાજુવાળા ચોરસમાંથી પસાર થતું આ ક્ષેત્રનું ફ્લક્સ કેટલું હશે,જેનું સમતલ $yz$ સમતલને સમાંતર છે?
$(b)$ જો આ ચોરસના સમતલનો લંબ $x$-અક્ષ સાથે $60^{\circ}$ નો ખૂણો બનાવે,તો તેમાંથી પસાર થતું ફ્લક્સ કેટલું હશે?

એક અનંત લંબાઈનો પાતળો અવાહક તાર $z$-અક્ષને સમાંતર છે અને તે સમાન રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા $\lambda$ ધરાવે છે. તે $R$ ત્રિજ્યાના એક પાતળા અવાહક ગોળાકાર કવચને એવી રીતે છેદે છે કે જેથી ચાપ $PQ$ ગોળાકાર કવચના કેન્દ્ર $O$ પર $120^{\circ}$ નો ખૂણો આંતરે છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. મુક્ત અવકાશની પરમિટિવિટી $\epsilon_0$ છે. નીચેનામાંથી કયું/કયા વિધાન(નો) સાચું/સાચા છે?
$(A)$ કવચમાંથી પસાર થતું વિદ્યુત ફ્લક્સ $\sqrt{3} R \lambda / \epsilon_0$ છે
$(B)$ કવચની સપાટી પરના તમામ બિંદુઓ પર વિદ્યુતક્ષેત્રનો $z$-ઘટક શૂન્ય છે
$(C)$ કવચમાંથી પસાર થતું વિદ્યુત ફ્લક્સ $\sqrt{2} R \lambda / \epsilon_0$ છે
$(D)$ વિદ્યુતક્ષેત્ર તમામ બિંદુઓ પર કવચની સપાટીને લંબ છે