विद्युत क्षेत्र व्यायाम

विद्युत क्षेत्र विद्युत आवेश के चारों ओर अंतरिक्ष में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है। इसे विद्युत लाइनों नामक रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है।

यह विषय इलेक्ट्रोस्टैटिक सामग्री का हिस्सा है। तो, टोडा मटेरिया द्वारा आपके लिए तैयार किए गए अभ्यासों का लाभ उठाएं, अपने ज्ञान का परीक्षण करें और उल्लिखित प्रस्तावों का पालन करके संदेहों को दूर करें।

मुद्दों का समाधान किया गया और उन पर टिप्पणी की गई

1)यूएफआरजीएस - 2019

नीचे दिया गया आंकड़ा, क्रॉस-सेक्शन में, तीन विद्युत आवेशों की एक प्रणाली को उनके संबंधित समविभव सतहों के सेट के साथ दिखाता है।

नीचे दिए गए कथन में रिक्त स्थानों को सही ढंग से भरने वाले विकल्प की जाँच करें, जिस क्रम में वे दिखाई देते हैं। समविभव अनुरेखण से यह कहा जा सकता है कि भार... संकेत हैं... और लोड मॉड्यूल ऐसे हैं कि... .

ए) 1 और 2 - बराबर - क्यू 1 बी) 1 और 3 - बराबर - क्यू 1 सी) 1 और 2 - विपरीत - क्यू 1 डी) 2 और 3 - विपरीत - क्यू 1> क्यू 2> क्यू 3
ई) 2 और 3 - बराबर - q1> q2> q3

उत्तर देखो

समविभव सतहें समान विद्युत विभव वाले बिंदुओं द्वारा निर्मित सतहों का प्रतिनिधित्व करती हैं।

चित्र को देखकर हमने पहचाना कि आवेश 1 और 2 के बीच उभयनिष्ठ पृष्ठ हैं, ऐसा तब होता है जब आवेशों का चिन्ह समान होता है। इसलिए, 1 और 2 पर समान शुल्क हैं।

ड्राइंग से, हम यह भी देखते हैं कि लोड 1 सबसे छोटा लोड मापांक वाला है, क्योंकि इसमें सतहों की सबसे छोटी संख्या है, और लोड 3 सबसे अधिक संख्या वाला है।

इसलिए, हमें q1

वैकल्पिक: क) 1 और 2 - बराबर - q1

2) यूईआरजे - 2019

दृष्टांत में, बिंदु I, II, III और IV को एक समान विद्युत क्षेत्र में दर्शाया गया है।

नगण्य द्रव्यमान और धनात्मक आवेश वाला एक कण उच्चतम विद्युत स्थितिज ऊर्जा प्राप्त करता है यदि उसे बिंदु पर रखा जाए:

क्या आप वहां मौजूद हैं
बी) द्वितीय
ग) III
घ) IV

उत्तर देखो

एकसमान विद्युत क्षेत्र में, एक धनात्मक कण में अधिक विद्युत स्थितिज ऊर्जा होती है जो धनात्मक प्लेट के जितना निकट होता है।

इस मामले में, बिंदु I वह जगह है जहां भार में सबसे बड़ी संभावित ऊर्जा होगी।

वैकल्पिक: ए) मैं

3)यूईसीई - २०१६

इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर वह उपकरण है जिसका उपयोग औद्योगिक चिमनियों में निकास गैसों में मौजूद छोटे कणों को हटाने के लिए किया जा सकता है। उपकरण का मूल संचालन सिद्धांत इन कणों का आयनीकरण है, जिसके बाद उस क्षेत्र में एक विद्युत क्षेत्र का उपयोग किया जाता है जहां से वे गुजरते हैं। मान लीजिए उनमें से एक का द्रव्यमान m है, मान q का आवेश प्राप्त करता है और मापांक E के विद्युत क्षेत्र के अधीन है। इस कण पर विद्युत बल किसके द्वारा दिया जाता है

ए) एमक्यूई।
बी) एमई / क्यूबी।
सी) क्यू / ई।
घ) क्यूई।

उत्तर देखो

उस क्षेत्र में स्थित आवेश पर कार्य करने वाले विद्युत बल की तीव्रता, जहां एक विद्युत क्षेत्र होता है, विद्युत क्षेत्र के परिमाण द्वारा आवेश के गुणनफल के बराबर होता है, अर्थात F = q। तथा।

वैकल्पिक: डी) क्यूई

4) फुवेस्ट - 2015

भौतिकी प्रयोगशाला वर्ग में, विद्युत आवेशों के गुणों का अध्ययन करने के लिए, एक प्रयोग किया गया जिसमें छोटे विद्युतीकृत गोले एक कक्ष के ऊपरी भाग में, एक निर्वात में अंतःक्षेपित किया जाता है, जहाँ एक समान विद्युत क्षेत्र उसी दिशा और दिशा में होता है जिस दिशा में गुरुत्वाकर्षण। यह देखा गया कि, 2 x 10. के बराबर मापांक के विद्युत क्षेत्र के साथ³ V/m, गोले में से एक, द्रव्यमान 3.2 x 10^-15 किलो, कक्ष के अंदर निरंतर गति से बना रहा। इस गोले में है (विचार करें: इलेक्ट्रॉन आवेश = - 1.6 x 10 .)^-19 सी; प्रोटॉन चार्ज = + 1.6 x 10^-19 सी; गुरुत्वाकर्षण का स्थानीय त्वरण = 10 m/s²)

a) इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन की समान संख्या।
b) प्रोटॉन से 100 अधिक इलेक्ट्रॉन।
c) प्रोटॉन से 100 इलेक्ट्रॉन कम।
d) प्रोटॉन से 2000 अधिक इलेक्ट्रॉन।
e) प्रोटॉन से 2000 इलेक्ट्रॉन कम।

उत्तर देखो

समस्या की जानकारी के अनुसार, हमने पहचाना कि गोले पर कार्य करने वाले बल भार बल और विद्युत बल हैं।

चूंकि गोला निरंतर वेग के साथ कक्ष में रहता है, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि इन दोनों बलों का परिमाण और विपरीत दिशा समान है। नीचे दी गई छवि के रूप में:

इस प्रकार, हम गोले पर कार्य करने वाले दो बलों की बराबरी करके भार के मापांक की गणना कर सकते हैं, अर्थात्:

अब, अतिरिक्त कणों की संख्या ज्ञात करने के लिए, आइए निम्नलिखित संबंध का उपयोग करें:

क्यू = एन.ई

होना,

n: अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों या प्रोटॉन की संख्या
ई: प्राथमिक शुल्क

इसलिए, समस्या में इंगित मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हमारे पास है:

जैसा कि हमने देखा, विद्युत बल को भार बल से विपरीत दिशा में होना होगा।

ऐसा होने के लिए, आवेश का ऋणात्मक चिन्ह होना चाहिए, क्योंकि इस प्रकार विद्युत बल और विद्युत क्षेत्र की भी विपरीत दिशाएँ होंगी।

इसलिए, गोले में प्रोटॉन की तुलना में इलेक्ट्रॉनों की संख्या अधिक होनी चाहिए।

वैकल्पिक: b) प्रोटॉन से 100 इलेक्ट्रॉन अधिक।

5) यूनिस्प - 2015

मानव शरीर में विभिन्न प्रणालियों में सूचना के संचरण की व्याख्या करने के लिए अक्सर इलेक्ट्रिक मॉडल का उपयोग किया जाता है। तंत्रिका तंत्र, उदाहरण के लिए, न्यूरॉन्स (आंकड़ा 1) से बना है, एक पतली लिपोप्रोटीन झिल्ली द्वारा सीमांकित कोशिकाएं जो इंट्रासेल्युलर वातावरण को बाह्य वातावरण से अलग करती हैं। झिल्ली का आंतरिक भाग ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है और बाहरी भाग पर धनात्मक आवेश (आकृति 2) होता है, जैसा कि संधारित्र की प्लेटों में होता है।

चित्र 3 इस झिल्ली के बढ़े हुए टुकड़े का प्रतिनिधित्व करता है, मोटाई d, जो एक क्षेत्र की कार्रवाई के तहत है एकसमान विद्युत, एक दूसरे के समानांतर और उन्मुख बल की रेखाओं द्वारा आकृति में दर्शाया गया है यूपी। इंट्रासेल्युलर और बाह्य माध्यम के बीच संभावित अंतर वी है। ई के रूप में प्राथमिक विद्युत आवेश को ध्यान में रखते हुए, इस विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, चित्र 3 में दर्शाया गया पोटेशियम आयन K+, एक विद्युत बल के अधीन होगा जिसका मॉड्यूल इस प्रकार लिखा जा सकता है

उत्तर देखो

एक समान विद्युत क्षेत्र में संभावित अंतर द्वारा दिया जाता है:

विद्युत क्षेत्र E विद्युत बल और आवेश के बीच के अनुपात के बराबर है, अर्थात:

इस रिश्ते को पिछले रिश्ते में बदलकर, हमारे पास है:

चूँकि हमारे पास केवल एक पोटैशियम आयन है, व्यंजक q =n.e, q=e हो जाएगा। इस मान को पिछले व्यंजक में प्रतिस्थापित करने और बल को पृथक करने पर, हम पाते हैं:

वैकल्पिक: घ)

6) फुवेस्ट - 2015

दो सपाट और समानांतर धातु की प्लेटों के बीच का क्षेत्र चित्र में दिखाया गया है। धराशायी रेखाएँ प्लेटों के बीच विद्यमान एकसमान विद्युत क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करती हैं। प्लेटों के बीच की दूरी 5 मिमी है और उनके बीच संभावित अंतर 300 वी है। अंक A, B और C के निर्देशांक चित्र में दिखाए गए हैं। (लिखें और अपनाएं: सिस्टम एक शून्य में है। इलेक्ट्रॉन आवेश = -1.6.10^-19 सी)

निर्धारित

ए) मॉड्यूल और, तथा_ख और है_सी क्रमशः बिंदु A, B और C पर विद्युत क्षेत्र का;

बी) संभावित अंतर वी_अब और वी_{ईसा पूर्व} क्रमशः अंक ए और बी के बीच और अंक बी और सी के बीच;

सी) काम बिंदु C से बिंदु A तक जाने वाले इलेक्ट्रॉन पर विद्युत बल द्वारा किया जाता है।

उत्तर देखो

ए) चूंकि प्लेटों के बीच विद्युत क्षेत्र एक समान है, इसलिए ए, बी और सी, यानी ई, बिंदुओं पर मान समान होगा = और_ख = और_सी = और।

E के मापांक की गणना करने के लिए, हम निम्नलिखित सूत्र लागू करेंगे:

वी = ई.डी

जहां वी = 300 वी और डी = 5 मिमी = 0.005 मीटर, हम निम्नलिखित मान पाएंगे:

बी) संकेतित बिंदुओं के संभावित अंतरों की गणना करने के लिए, हम ऊपर दिए गए सूत्र को, संकेतित दूरियों को ध्यान में रखते हुए, लागू करेंगे, अर्थात्:

आइए अब बिंदु B और C के बीच संभावित अंतर की गणना करें। इसके लिए ध्यान दें कि ये दोनों बिंदु प्लेटों से समान दूरी पर हैं, अर्थात d_{ईसा पूर्व} = 0,004 - 0,004 = 0.

इस प्रकार, संभावित अंतर शून्य के बराबर होगा, अर्थात:

वी_{ईसा पूर्व} = 60 000. 0 = 0

ग) कार्य की गणना करने के लिए, हम निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करेंगे:

यदि बिंदु C का विभव बिंदु B के विभव के बराबर है, तो V_सी - वी = वी_ख - वी = - वी_अब = - 180 वी। इस मान को सूत्र में प्रतिस्थापित करते हुए, हमारे पास है:

7) यूईसीई - 2014

दो बिंदु-आकार के विद्युत आवेशों द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र पर विचार करें, समान मान और विपरीत संकेत, दूरी d द्वारा अलग किए गए हैं। आवेशों के समदूरस्थ बिंदुओं पर इस विद्युत क्षेत्र सदिश के बारे में यह कहना सही है कि

a) की दिशा दो आवेशों को मिलाने वाली रेखा के लंबवत होती है और इन सभी बिंदुओं पर समान दिशा होती है।
बी) की दिशा दो भारों को जोड़ने वाली रेखा के समान होती है, लेकिन विश्लेषण किए गए प्रत्येक बिंदु के लिए दिशा में भिन्न होता है।
ग) दो भारों को जोड़ने वाली रेखा के लंबवत दिशा है, लेकिन विश्लेषण किए गए प्रत्येक बिंदु के लिए दिशा में भिन्न होता है।
d) दोनों आवेशों को मिलाने वाली रेखा की दिशा और इन सभी बिंदुओं पर एक ही दिशा होती है।

उत्तर देखो

नीचे की छवि में बल की रेखाओं का प्रतिनिधित्व किया जाता है जब हमारे पास विपरीत संकेतों के साथ दो विद्युत आवेश होते हैं।

चूंकि विद्युत क्षेत्र वेक्टर प्रत्येक बिंदु पर बल की रेखाओं को स्पर्श करता है, हम सत्यापित करते हैं कि बिंदुओं पर आवेशों से समान दूरी पर सदिश की दिशा वही होगी जो दो आवेशों को मिलाने वाली रेखा और समान होगी समझ।

वैकल्पिक: d) की दिशा दोनों आवेशों को मिलाने वाली रेखा के समान है और इन सभी बिंदुओं पर समान दिशा है।

अधिक अभ्यास के लिए, यह भी देखें:

• इलेक्ट्रिक चार्ज: व्यायाम
• इलेक्ट्रोस्टैटिक्स: व्यायाम
• कूलम्ब का नियम: व्यायाम
• प्रतिरोधी संघ - व्यायाम