કાળજીપૂર્વક જવાબ આપો:
$(a)$ $Q_{1}$ અને $Q_{2}$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા બે મોટા વાહક ગોળાઓને એકબીજાની નજીક લાવવામાં આવે છે. શું તેમની વચ્ચેના સ્થિત-વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય બરાબર $Q_{1} Q_{2} / 4 \pi \varepsilon_{0} r^{2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $r$ એ તેમના કેન્દ્રો વચ્ચેનું અંતર છે?
$(b)$ જો કુલંબનો નિયમ $1/r^{2}$ ને બદલે $1/r^{3}$ પર આધારિત હોત,તો શું ગૌસનો નિયમ હજુ પણ સાચો હોત?
$(c)$ એક નાનો પરીક્ષણ વિદ્યુતભાર સ્થિત-વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં એક બિંદુએ સ્થિર સ્થિતિમાં મુકવામાં આવે છે. શું તે તે બિંદુમાંથી પસાર થતી ક્ષેત્ર રેખા પર ગતિ કરશે?
$(d)$ ઇલેક્ટ્રોનની સંપૂર્ણ વર્તુળાકાર કક્ષામાં ન્યુક્લિયસના ક્ષેત્ર દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્ય કેટલું છે? જો કક્ષા લંબગોળ હોય તો શું થાય?
$(e)$ આપણે જાણીએ છીએ કે વિદ્યુતભારિત વાહકની સપાટી પર વિદ્યુતક્ષેત્ર અસતત (discontinuous) હોય છે. શું ત્યાં વિદ્યુત સ્થિતિમાન પણ અસતત હોય છે?
$(f)$ એકલ વાહકની કેપેસિટન્સને તમે શું અર્થ આપશો?
$(g)$ પાણીનો ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક $(=80)$ માઈકા $(=6)$ કરતા ઘણો વધારે હોવાનું સંભવિત કારણ જણાવો.
$(a)$ $Q_{1}$ અને $Q_{2}$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા બે મોટા વાહક ગોળાઓને એકબીજાની નજીક લાવવામાં આવે છે. શું તેમની વચ્ચેના સ્થિત-વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય બરાબર $Q_{1} Q_{2} / 4 \pi \varepsilon_{0} r^{2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $r$ એ તેમના કેન્દ્રો વચ્ચેનું અંતર છે?
$(b)$ જો કુલંબનો નિયમ $1/r^{2}$ ને બદલે $1/r^{3}$ પર આધારિત હોત,તો શું ગૌસનો નિયમ હજુ પણ સાચો હોત?
$(c)$ એક નાનો પરીક્ષણ વિદ્યુતભાર સ્થિત-વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં એક બિંદુએ સ્થિર સ્થિતિમાં મુકવામાં આવે છે. શું તે તે બિંદુમાંથી પસાર થતી ક્ષેત્ર રેખા પર ગતિ કરશે?
$(d)$ ઇલેક્ટ્રોનની સંપૂર્ણ વર્તુળાકાર કક્ષામાં ન્યુક્લિયસના ક્ષેત્ર દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્ય કેટલું છે? જો કક્ષા લંબગોળ હોય તો શું થાય?
$(e)$ આપણે જાણીએ છીએ કે વિદ્યુતભારિત વાહકની સપાટી પર વિદ્યુતક્ષેત્ર અસતત (discontinuous) હોય છે. શું ત્યાં વિદ્યુત સ્થિતિમાન પણ અસતત હોય છે?
$(f)$ એકલ વાહકની કેપેસિટન્સને તમે શું અર્થ આપશો?
$(g)$ પાણીનો ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક $(=80)$ માઈકા $(=6)$ કરતા ઘણો વધારે હોવાનું સંભવિત કારણ જણાવો.
(A) ના,બળનું મૂલ્ય બરાબર $Q_{1} Q_{2} / 4 \pi \varepsilon_{0} r^{2}$ દ્વારા આપવામાં આવતું નથી કારણ કે જ્યારે તેમને નજીક લાવવામાં આવે છે ત્યારે પ્રેરણને કારણે ગોળાઓ પર વિદ્યુતભારનું વિતરણ અસમાન બની જાય છે.
$(b)$ ના,ગૌસનો નિયમ સાચો રહેશે નહીં. ગૌસનો નિયમ એ વ્યસ્ત-વર્ગના નિયમ ($1/r^{2}$ આધારિત) નું સીધું પરિણામ છે.
$(c)$ જરૂરી નથી. પરીક્ષણ વિદ્યુતભાર ક્ષેત્ર રેખા પર ત્યારે જ ગતિ કરશે જો ક્ષેત્ર રેખા સીધી રેખા હોય. જો ક્ષેત્ર રેખા વક્ર હોય,તો બળ (અને પ્રવેગ) વક્રને સ્પર્શક હોય છે,પરંતુ વેગ તે દિશામાં હોવો જરૂરી નથી.
$(d)$ બંને કિસ્સાઓમાં કરવામાં આવેલું કાર્ય શૂન્ય છે. સ્થિત-વિદ્યુત બળ એ સંરક્ષી બળ છે,અને બંધ માર્ગમાં કરવામાં આવેલું કાર્ય હંમેશા શૂન્ય હોય છે.
$(e)$ ના,વિદ્યુતભારિત વાહકની સપાટી પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન સતત (continuous) હોય છે. માત્ર વિદ્યુતક્ષેત્ર જ અસતત હોય છે.
$(f)$ એકલ વાહકની કેપેસિટન્સને એવી સિસ્ટમની કેપેસિટન્સ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જ્યાં બીજો વાહક અનંત અંતરે હોય તેમ માનવામાં આવે છે.
$(g)$ પાણીના અણુઓ કાયમી વિદ્યુત ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે,જે તેમને બાહ્ય વિદ્યુતક્ષેત્ર સાથે ગોઠવવાની મંજૂરી આપે છે,જેના પરિણામે માઈકા જેવા અધ્રુવીય પદાર્થોની તુલનામાં તેનો ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ઘણો વધારે હોય છે.
$(b)$ ના,ગૌસનો નિયમ સાચો રહેશે નહીં. ગૌસનો નિયમ એ વ્યસ્ત-વર્ગના નિયમ ($1/r^{2}$ આધારિત) નું સીધું પરિણામ છે.
$(c)$ જરૂરી નથી. પરીક્ષણ વિદ્યુતભાર ક્ષેત્ર રેખા પર ત્યારે જ ગતિ કરશે જો ક્ષેત્ર રેખા સીધી રેખા હોય. જો ક્ષેત્ર રેખા વક્ર હોય,તો બળ (અને પ્રવેગ) વક્રને સ્પર્શક હોય છે,પરંતુ વેગ તે દિશામાં હોવો જરૂરી નથી.
$(d)$ બંને કિસ્સાઓમાં કરવામાં આવેલું કાર્ય શૂન્ય છે. સ્થિત-વિદ્યુત બળ એ સંરક્ષી બળ છે,અને બંધ માર્ગમાં કરવામાં આવેલું કાર્ય હંમેશા શૂન્ય હોય છે.
$(e)$ ના,વિદ્યુતભારિત વાહકની સપાટી પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન સતત (continuous) હોય છે. માત્ર વિદ્યુતક્ષેત્ર જ અસતત હોય છે.
$(f)$ એકલ વાહકની કેપેસિટન્સને એવી સિસ્ટમની કેપેસિટન્સ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જ્યાં બીજો વાહક અનંત અંતરે હોય તેમ માનવામાં આવે છે.
$(g)$ પાણીના અણુઓ કાયમી વિદ્યુત ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવે છે,જે તેમને બાહ્ય વિદ્યુતક્ષેત્ર સાથે ગોઠવવાની મંજૂરી આપે છે,જેના પરિણામે માઈકા જેવા અધ્રુવીય પદાર્થોની તુલનામાં તેનો ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ઘણો વધારે હોય છે.
Explore More
Similar Questions
એક વીજભાર $Q$ ને અનંત ધાતુની પ્લેટની સામે $d$ અંતરે સ્થિર રાખવામાં આવ્યો છે. બળની રેખાઓ શેના દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે?
Medium
View Solutionએક ઘડિયાળના ડાયલ પર અનુક્રમે $-q, -2q, -3q, \ldots, -12q$ બિંદુવત વિદ્યુતભારો તેના અંકના સ્થાને મૂકેલા છે. ઘડિયાળનો કલાક કાંટો જે સમયે ડાયલના કેન્દ્ર પરના પરિણામી વિદ્યુતક્ષેત્રની દિશામાં હોય તે સમય શોધો. (ધારો કે ઘડિયાળના કાંટા પરિણામી વિદ્યુતક્ષેત્રને અસર કરતા નથી.) ($:30$ માં)
નીચેનાના જવાબ આપો:
$(a)$ પૃથ્વીની સપાટીની સાપેક્ષમાં વાતાવરણનું ઉપરનું સ્તર લગભગ $400 \; kV$ પર છે,જે ઊંચાઈ સાથે ઘટતા વિદ્યુતક્ષેત્રને અનુરૂપ છે. પૃથ્વીની સપાટીની નજીક,આ ક્ષેત્ર લગભગ $100 \; Vm^{-1}$ છે. તો પછી જ્યારે આપણે આપણા ઘરની બહાર ખુલ્લામાં નીકળીએ છીએ ત્યારે આપણને વિદ્યુત આંચકો કેમ લાગતો નથી? (ધારો કે ઘર એક સ્ટીલનું પાંજરું છે જેથી અંદર કોઈ ક્ષેત્ર નથી!)
$(b)$ એક માણસ એક સાંજે તેના ઘરની બહાર બે મીટર ઊંચો ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્લેબ ગોઠવે છે જેની ટોચ પર $1 \; m^2$ ક્ષેત્રફળ ધરાવતી મોટી એલ્યુમિનિયમની શીટ છે. જો તે બીજા દિવસે સવારે ધાતુની શીટને સ્પર્શ કરે તો શું તેને વિદ્યુત આંચકો લાગશે?
$(c)$ હવાની ઓછી વાહકતાને કારણે વાતાવરણમાં ડિસ્ચાર્જિંગ પ્રવાહ સમગ્ર વિશ્વમાં સરેરાશ $1800 \; A$ હોવાનું જાણીતું છે. તો પછી વાતાવરણ સમય જતાં સંપૂર્ણપણે ડિસ્ચાર્જ થઈને વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ કેમ નથી બનતું? બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો,વાતાવરણને ચાર્જ કોણ રાખે છે?
$(d)$ વીજળીના ચમકારા દરમિયાન વાતાવરણની વિદ્યુત ઊર્જા કયા સ્વરૂપમાં વિખેરાઈ જાય છે?
$(a)$ પૃથ્વીની સપાટીની સાપેક્ષમાં વાતાવરણનું ઉપરનું સ્તર લગભગ $400 \; kV$ પર છે,જે ઊંચાઈ સાથે ઘટતા વિદ્યુતક્ષેત્રને અનુરૂપ છે. પૃથ્વીની સપાટીની નજીક,આ ક્ષેત્ર લગભગ $100 \; Vm^{-1}$ છે. તો પછી જ્યારે આપણે આપણા ઘરની બહાર ખુલ્લામાં નીકળીએ છીએ ત્યારે આપણને વિદ્યુત આંચકો કેમ લાગતો નથી? (ધારો કે ઘર એક સ્ટીલનું પાંજરું છે જેથી અંદર કોઈ ક્ષેત્ર નથી!)
$(b)$ એક માણસ એક સાંજે તેના ઘરની બહાર બે મીટર ઊંચો ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્લેબ ગોઠવે છે જેની ટોચ પર $1 \; m^2$ ક્ષેત્રફળ ધરાવતી મોટી એલ્યુમિનિયમની શીટ છે. જો તે બીજા દિવસે સવારે ધાતુની શીટને સ્પર્શ કરે તો શું તેને વિદ્યુત આંચકો લાગશે?
$(c)$ હવાની ઓછી વાહકતાને કારણે વાતાવરણમાં ડિસ્ચાર્જિંગ પ્રવાહ સમગ્ર વિશ્વમાં સરેરાશ $1800 \; A$ હોવાનું જાણીતું છે. તો પછી વાતાવરણ સમય જતાં સંપૂર્ણપણે ડિસ્ચાર્જ થઈને વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ કેમ નથી બનતું? બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો,વાતાવરણને ચાર્જ કોણ રાખે છે?
$(d)$ વીજળીના ચમકારા દરમિયાન વાતાવરણની વિદ્યુત ઊર્જા કયા સ્વરૂપમાં વિખેરાઈ જાય છે?
Medium
View Solutionગજિયા ચુંબક,પ્રવાહધારિત મર્યાદિત સોલેનોઇડ અને વિદ્યુત ડાયપોલ માટે ક્ષેત્ર રેખાઓ દોરો.
Medium
View Solution$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતો એક નક્કર ગોળો તેના કદ પર સમાન રીતે વિતરિત $(Q+q)$ વિદ્યુતભાર ધરાવે છે. $m$ દળનો એક ખૂબ જ નાનો બિંદુવત ટુકડો ગોળાના તળિયેથી અલગ થઈને ગુરુત્વાકર્ષણ હેઠળ ઊભી દિશામાં નીચે પડે છે. આ ટુકડો $q$ વિદ્યુતભાર ધરાવે છે. જો તે $y$ જેટલી ઊભી ઊંચાઈ નીચે પડ્યા પછી $v$ ઝડપ પ્રાપ્ત કરે (આકૃતિ જુઓ),તો: (બાકીનો ભાગ ગોળાકાર છે તેમ ધારો).
DifficultJEE MAIN 2020
View SolutionVedclass Products
For Students
Vedclass Test Series
Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.
Start Free TrialFor Teachers
Exam Paper Generator
Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.
Try FreeFor Institutes
Online Exam Module
Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.
See Demo