তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ৫ম অধ্যায়। এখানে ৪৭৩টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
৪৭৩ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ৫
পাতা ১৫/২৪
-
২৮১
একটি কুণ্ডলীতে 12 V তড়িচ্চালক বল প্রয়োগ করলে এতে বিদ্যুৎ প্রবাহ পরিবর্তনের হার 40 As হয়। কুণ্ডলীর আবেশ গুণাঙ্ক হবে
- ক 0.3 H
- খ 3.4 H
- গ 30 H
- ঘ 480 H
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.3 H
স্বকীয় আবেশের সূত্র, ε = L(dIdt) (মানের ক্ষেত্রে ঋণাত্মক চিহ্ন বাদ দিয়ে)। এখানে ε = 12 V, dIdt = 40 As। সুতরাং, L = ε(dIdt) = 1240 = 0.3 H। -
২৮২
⚠️[যাচাই দরকার] 10 H স্বকীয় আবেশের একটি আবেশকের মধ্য দিয়ে 12 A বিদ্যুৎ প্রবাহমান। এতে 50 ms-এ 600 V তড়িচ্চালক শক্তি আবিষ্ট হলে, তড়িৎ প্রবাহের মান কত?
- ক 6 A
- খ 9 A
- গ 12 A
- ঘ 15 A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 6 A
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: প্রশ্নে প্রবাহের পরিবর্তনের দিক (বৃদ্ধি/হ্রাস) উল্লেখ নেই। ΔI = 3A নিশ্চিত হলেও চূড়ান্ত প্রবাহ 9 A নাকি 15 A তা নির্ধারণে মূল বই/উদ্দীপকের পূর্ণ প্রসঙ্গ প্রয়োজন। | সম্ভাব্য ব্যাখ্যা (নিশ্চিত না): L = 10 H, প্রাথমিক প্রবাহ I₁ = 12 A, সময় Δt = 50 ms = 0.05 s, আবিষ্ট emf = 600 V। সূত্র ε = L(ΔI/Δt) থেকে, ΔI = (ε×Δt)/L = (600×0.05)/10 = 3 A। অর্থাৎ প্রবাহের পরিবর্তন 3 A -- কিন্তু প্রশ্নে প্রবাহ বৃদ্ধি পেয়েছে নাকি হ্রাস পেয়েছে তা স্পষ্টভাবে উল্লেখ নেই। প্রবাহ হ্রাস পেলে চূড়ান্ত মান হবে 12 − 3 = 9 A (অপশন খ), আর বৃদ্ধি পেলে হবে 12 + 3 = 15 A (অপশন ঘ) -- উভয়ই গাণিতিকভাবে সংগতিপূর্ণ, তাই নির্দিষ্টভাবে কোনটি সঠিক তা মূল উদ্দীপক/প্রসঙ্গ ছাড়া বলা যাচ্ছে না। -
২৮৩
10 পাকের একটি আদর্শ সলিনয়েডের আবেশের পরিমাণ 35 mH। সলিনয়েডের মধ্যে 2 A বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে, প্রতি পাকের জন্য চৌম্বক ফ্লাক্স হবে
- ক 0 Wb
- খ 3.5 × 10−4 Wb
- গ 7.0 × 10−4 Wb
- ঘ 7.0 × 10−3 Wb
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 7.0 × 10−3 Wb
স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক L = NΦI, যেখানে Φ হলো প্রতি-পাকের চৌম্বক ফ্লাক্স এবং NΦ মোট ফ্লাক্স-সংযুক্তি। এখানে L = 35 mH = 0.035 H, I = 2 A, N = 10। মোট ফ্লাক্স-সংযুক্তি, NΦ = LI = 0.035×2 = 0.07 Wb। প্রতি পাকের ফ্লাক্স, Φ = (NΦ)N = 0.0710 = 0.007 Wb = 7.0×10−3 Wb। -
২৮৪
2.7 × 104 Am প্রাবল্যের একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে 0.2 × 10−4 m2 ক্ষেত্রফলের একটি লোহার পাতের মধ্যে 5.3 × 10−3 Wb ফ্লাক্স উৎপন্ন হয়। চৌম্বক আবেশ নির্ণয় কর।
- ক 2.65 Wb/m2
- খ 1.96 × 10−9 Wb/m2
- গ 1.43 Wb/m2
- ঘ None of them
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2.65 Wb/m2
চৌম্বক আবেশ B সরাসরি ফ্লাক্স ও ক্ষেত্রফলের অনুপাত থেকে পাওয়া যায়, B = ΦA। এখানে Φ = 5.3×10−3 Wb এবং A = 0.2×10−2 m2 (= 2×10−3 m2) ধরে গণনা করলে, B = (5.3×10−3)(2×10−3) = 2.65 Wb/m2, যা ঠিক অপশন (ক)-এর সাথে মিলে যায়। (চৌম্বক প্রাবল্য H = 2.7×104 Am এখানে B নির্ণয়ে সরাসরি প্রয়োজন হয়নি, এটি হয়তো লোহার পাতের আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা μr = B(μ0H) নির্ণয়ের জন্য একটি ভিন্ন উপ-প্রশ্নে ব্যবহৃত হতো।) [নোট: ইনপুটে ক্ষেত্রফল A = 0.2×10−4 m2 লেখা থাকলেও তা দিয়ে হিসাব করলে B = 265 Wb/m2 আসে, যা কোনো অপশনের সাথেই মেলে না এবং পদার্থগতভাবেও অস্বাভাবিক বড়। A = 0.2×10−2 m2 ধরলে হিসাব ঠিক অপশন (ক) 2.65 Wb/m2-এর সাথে সঠিকভাবে মিলে যায় -- সম্ভবত মূল বইয়ে সূচক টাইপো (10−4 এর জায়গায় 10−2 হওয়া উচিত)। শুধু তথ্যগত নোট, উত্তর নিশ্চিত।] -
২৮৫
একটি আদর্শ ট্রান্সফরমারের গৌণ কুণ্ডলীর বিভব পার্থক্যের গড় বর্গের বর্গমূল (rms) মান 100 V। উক্ত কুণ্ডলীর দুই প্রান্তে 5 Ω রোধ যোগ করলে বিদ্যুৎ প্রবাহের শীর্ষ মান কত হবে?
- ক 20 A
- খ 28.28 A
- গ 14.14 A
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 28.28 A
গৌণ কুণ্ডলীর rms বিভব পার্থক্য Vrms = 100 V, রোধ R = 5 Ω। ওহমের সূত্র থেকে rms প্রবাহ, Irms = VrmsR = 1005 = 20 A। শীর্ষ মান, I0 = Irms×2 = 20×1.414 ≈ 28.28 A। -
২৮৬
2000 পাকসংখ্যা এবং 500 cm2 গড় ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট একটি তারের কুণ্ডলী 0.4 gauss প্রাবল্যবিশিষ্ট একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে লম্বভাবে রাখা আছে। তার কুণ্ডলীটিকে 15 সেকেন্ডে 180° ঘুরানো হলো। এতে কুণ্ডলীতে কত তড়িচ্চালক বলের আবেশ ঘটবে?
- ক 0.04 volt
- খ 0.05 volt
- গ 0.4 volt
- ঘ 0.5 volt
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.04 volt
N = 2000, A = 500 cm2 = 500×10−4 m2 = 0.05 m2, B = 0.4 gauss = 0.4×10−4 T = 4×10−5 T, Δt = 15 s = 0.2 s। প্রথমে কুণ্ডলী ক্ষেত্রের লম্বভাবে (θ=0) থাকায় প্রাথমিক ফ্লাক্স-সংযুক্তি, (NΦ)1 = NBA। কুণ্ডলীকে 180° ঘোরালে তলের normal বিপরীতমুখী হয়ে যায় (θ = 180°, cosθ = −1), ফলে (NΦ)2 = −NBA। ফ্লাক্স-সংযুক্তির পরিবর্তন, |Δ(NΦ)| = |(NΦ)2 − (NΦ)1| = 2NBA = 2×2000×(4×10−5)×0.05 = 0.008 Wb। গড় আবিষ্ট emf, ε = Δ(NΦ)Δt = 0.0080.2 = 0.04 V। -
২৮৭
একটি আবেশকের স্বকীয় আবেশ 45 হেনরি। এতে 50 × 10−2 সেকেন্ডে তড়িৎ প্রবাহ 8 A থেকে 5 A-এ পরিবর্তিত হয়। এর আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল কত?
- ক 2300 V
- খ 2400 V
- গ 2700 V
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2700 V
L = 45 H, প্রবাহ 8 A থেকে 5 A-তে পরিবর্তিত হওয়ায় ΔI = 8 − 5 = 3 A, এবং সময় Δt = 50×10−3 s = 0.05 s ধরে গণনা করলে, ε = L(ΔIΔt) = 45×(30.05) = 45×60 = 2700 V, যা ঠিক অপশন (গ)-এর সাথে মিলে যায়। [নোট: ইনপুটে সময় '50 × 10−2 সেকেন্ড' (= 0.5 s) লেখা থাকলেও তা দিয়ে হিসাব করলে ε = 45×(30.5) = 270 V আসে, যা কোনো অপশনের সাথেই মেলে না। '50 × 10−3 সেকেন্ড' (= 0.05 s, অর্থাৎ 50 ms) ধরলে হিসাব ঠিক অপশন (গ) 2700 V-এর সাথে নিখুঁতভাবে মিলে যায় -- সম্ভবত মূল বইয়ে সূচকে টাইপো (10−2 এর জায়গায় 10−3 হওয়া উচিত)। শুধু তথ্যগত নোট, উত্তর নিশ্চিত।] -
২৮৮
কোনো কুণ্ডলীতে 4 সেকেন্ডে তড়িৎ প্রবাহ 1 A থেকে 10 A পরিবর্তিত হওয়ার দরুন ওই কুণ্ডলীতে 120 V তড়িচ্চালক শক্তি আবিষ্ট হয়। কুণ্ডলীর স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক কত?
- ক 120 H
- খ 53.3 H
- গ 5.33 H
- ঘ 25 H
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 53.3 H
প্রবাহ 1 A থেকে 10 A-তে পরিবর্তিত হয়েছে, তাই ΔI = 10 − 1 = 9 A, সময় Δt = 4 s, আবিষ্ট emf = 120 V। সূত্র ε = L(ΔIΔt) থেকে, L = (ε×Δt)ΔI = (120×4)9 = 4809 ≈ 53.3 H। -
২৮৯
একটি আদর্শ ট্রান্সফরমারের মুখ্য ও গৌণ কুণ্ডলীর পাকের সংখ্যা যথাক্রমে 1000 এবং 100। মুখ্য কুণ্ডলীতে 10 A মানের তড়িৎ প্রবাহিত হলে, গৌণ কুণ্ডলীতে কত তড়িৎ প্রবাহ পাওয়া যাবে?
- ক 1 A
- খ 10 A
- গ 12 A
- ঘ 100 A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 100 A
আদর্শ ট্রান্সফরমারের সূত্র, IsIp = NpNs। এখানে Np = 1000, Ns = 100, Ip = 10 A। সুতরাং, Is = Ip×(NpNs) = 10×(1000100) = 10×10 = 100 A। -
২৯০
যদি তড়িৎ প্রবাহের সমীকরণ I(t) = 20 sin(628t) হয়, তাহলে তড়িৎ প্রবাহের কম্পাঙ্ক ও rms মান কত?
- ক 100 Hz এবং 14.14 A
- খ 200 Hz এবং 15 A
- গ 100 Hz এবং 20 A
- ঘ 50 Hz এবং 14.14 A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 100 Hz এবং 14.14 A
I(t) = 20 sin(628t) কে I(t) = I0 sin(ωt) এর সাথে তুলনা করে পাই, I0 = 20 A এবং ω = 628 rad/s। কম্পাঙ্ক f = ω2π = 6286.2832 ≈ 100 Hz। rms মান Irms = I02 = 201.414 ≈ 14.14 A। সুতরাং কম্পাঙ্ক 100 Hz এবং rms মান 14.14 A। -
২৯১
কোন দুটি ট্রান্সফরমারের মুখ্য ও গৌণ কুণ্ডলীর পাকসংখ্যার অনুপাত 1 : 2, সেগুলোর মধ্যে দিয়ে তড়িৎ প্রবাহের অনুপাত কত হবে?
- ক 1 : 2
- খ 1 : 4
- গ 2 : 1
- ঘ 4 : 1 প্রশ্ন ৭৫--১০১
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2 : 1
ট্রান্সফরমারে EpEs = NpNs = IsIp। এখানে Np : Ns = 1 : 2 দেওয়া আছে, অর্থাৎ NsNp = 2। যেহেতু IsIp = NpNs = 12, তাই IpIs = 21। সুতরাং মুখ্য ও গৌণ কুণ্ডলীর প্রবাহের অনুপাত Ip : Is = 2 : 1 (পাকসংখ্যা বেশি হলে প্রবাহ কম হয় বলে গৌণে প্রবাহ কমে যায়, শক্তি সংরক্ষণ সূত্র EpIp = EsIs অনুযায়ী এটি সামঞ্জস্যপূর্ণ)। -
২৯২
1 H সমান কত?
- ক 1 VA−1S−1
- খ 1 AS−1V−1
- গ 1 ASV−1
- ঘ 1 VSA−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1 VSA−1
স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্কের সংজ্ঞা থেকে, ε = -L(dIdt), অর্থাৎ L = ε(dIdt)। সুতরাং হেনরির একক = ভোল্ট/(অ্যাম্পিয়ার/সেকেন্ড) = ভোল্ট×সেকেন্ড/অ্যাম্পিয়ার। তাই 1 H = 1 VSA−1। -
২৯৩
একটি ট্রান্সফরমারের মুখ্য কুণ্ডলীর পাকসংখ্যা 50 এবং ভোল্টেজ 100 V। গৌণ কুণ্ডলীর পাকসংখ্যা 200 হলে ভোল্টেজ কত?
- ক 400 V
- খ 4000 V
- গ 25 V
- ঘ 1000 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 400 V
ট্রান্সফরমারের সূত্র অনুযায়ী, EsEp = NsNp। এখানে Np = 50, Ep = 100 V, Ns = 200। সুতরাং Es = Ep × (NsNp) = 100 × (20050) = 400 V। -
২৯৪
উচ্চ বিভব AC লাইন থেকে নিম্ন বিভব সরবরাহ লাইনে কোন ধরনের যন্ত্রের ব্যবহার হয় না?
- ক বৈদ্যুতিক তার
- খ আরোহী ট্রান্সফরমার
- গ অবরোহী ট্রান্সফরমার
- ঘ সুইচ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আরোহী ট্রান্সফরমার
উচ্চ বিভবের AC লাইন থেকে নিম্ন বিভবের সরবরাহ লাইনে বিভব কমাতে হয়, তাই এক্ষেত্রে অবরোহী ট্রান্সফরমার (step-down) ব্যবহৃত হয় — যা উচ্চ বিভবকে নিম্ন বিভবে রূপান্তর করে। আরোহী ট্রান্সফরমার (step-up) এর কাজ ঠিক বিপরীত — নিম্ন বিভবকে উচ্চ বিভবে রূপান্তর করা, তাই এই ক্ষেত্রে এর ব্যবহার হয় না। বৈদ্যুতিক তার ও সুইচ উভয় ক্ষেত্রেই লাগে। -
২৯৫
আরোহী ট্রান্সফরমার দিয়ে কোন ধরনের পরিবর্তী তড়িচ্চালক বলকে কোন ধরনের তড়িচ্চালক বলে পরিবর্তন করা হয়?
- ক নিম্ন থেকে উচ্চ বিভবে
- খ উচ্চ থেকে নিম্ন বিভবে
- গ কোনোটিই নয়
- ঘ (বইয়ে এই অপশন ছাপা ছিল না)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) নিম্ন থেকে উচ্চ বিভবে
আরোহী (step-up) ট্রান্সফরমারে গৌণ কুণ্ডলীর পাকসংখ্যা মুখ্য কুণ্ডলীর চেয়ে বেশি থাকে, ফলে EsEp = NsNp > 1 অর্থাৎ Es > Ep। তাই এটি নিম্ন বিভবের (মুখ্য) তড়িচ্চালক বলকে উচ্চ বিভবের (গৌণ) তড়িচ্চালক বলে রূপান্তর করে। -
২৯৬
50 পাকবিশিষ্ট কোনো কুণ্ডলীতে 0.02 সেকেন্ডে চৌম্বক ফ্লাক্স 0.03 থেকে 0.025 Wb-এ পরিবর্তিত করা হলে, ওই কুণ্ডলীতে আবিষ্ট EMF কত?
- ক 0.125 V
- খ 12.5 V
- গ 25 V
- ঘ 50 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 12.5 V
ফ্যারাডের সূত্র অনুযায়ী, আবিষ্ট emf, ε = N(ΔΦΔt)। এখানে N = 50, ΔΦ = (0.03 - 0.025) = 0.005 Wb, Δt = 0.02 s। সুতরাং ε = 50 × (0.0050.02) = 50 × 0.25 = 12.5 V। -
২৯৭
একটি AC বর্তনীর প্রবাহমাত্রার শীর্ষ মান 20 A এবং কম্পাঙ্ক 50 Hz। প্রবাহমাত্রার গড় বর্গের বর্গমূল মান কত অ্যাম্পিয়ার এবং শূন্য থেকে শীর্ষ মানে পৌঁছাতে কত সেকেন্ড সময় লাগবে?
- ক 14.14 A, 4 × 10−2 s
- খ 11.895 A, 1 × 10−3 s
- গ 14.14 A, 6 × 10−4 s
- ঘ 11.8 A, 1 × 10−3 s
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ?)
কার্যকর (rms) মান, Irms = I02 = 202 = 14.14 A। শূন্য থেকে শীর্ষ মানে (I = I0 sin ωt-এ প্রথমবার সর্বোচ্চ মানে) পৌঁছাতে এক চতুর্থাংশ পর্যায়কাল লাগে, অর্থাৎ t = T4। এখানে T = 1f = 150 = 0.02 s, তাই t = 0.024 = 5 × 10−3 s। সুতরাং Irms = 14.14 A এবং t = 5 × 10−3 s। -
২৯৮
1 ফ্যারাড ধ্রুবক হলো—
- ক 96500 কুলম্ব
- খ 95000 কুলম্ব
- গ 96000 কুলম্ব
- ঘ 95500 কুলম্ব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 96500 কুলম্ব
ফ্যারাডে ধ্রুবক (Faraday constant), F = Nae = 96500 কুলম্ব/মোল — অর্থাৎ 1 মোল ইলেকট্রনের মোট আধান 96500 কুলম্বের সমান। [নোট: বইয়ে প্রশ্নে 'ফ্যারাড' লেখা থাকলেও (যা ধারকত্বের একক, কুলম্বের একক নয়), অপশনগুলো কুলম্বে হওয়ায় এটি আসলে 'ফ্যারাডে ধ্রুবক (Faraday constant)'-কে বোঝানো হয়েছে বলে ধরে নেওয়া হয়েছে।] -
২৯৯
দিক পরিবর্তী প্রবাহের কার্যকর মান ও গড় মানের সঠিক সম্পর্ক কোনটি?
- ক Irms = π2 I
- খ Irms = 2π I
- গ Irms = π22 I
- ঘ Irms = 22π I
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) Irms = π22 I
দিক পরিবর্তী প্রবাহের ফর্ম ফ্যাক্টর (form factor) হলো কার্যকর মান ও গড় মানের অনুপাত, যার মান π22 ≈ 1.11। অর্থাৎ Irms = [π22] × I, যেখানে I হলো অর্ধ চক্রের গড় মান। -
৩০০
একটি দিক পরিবর্তী প্রবাহের প্রবাহমাত্রা I = I0 sin ωt। কম্পাঙ্ক এবং বিস্তার উভয়কেই দ্বিগুণ করা হলে
- ক I = I0 sin ωt
- খ I = 2I0 sin 2ωt
- গ I = 2I0 sin ωt
- ঘ I = I0 sin 2ωt
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) I = 2I0 sin 2ωt
মূল সমীকরণ, I = I0 sin ωt। কম্পাঙ্ক দ্বিগুণ করলে কৌণিক কম্পাঙ্ক ω-ও দ্বিগুণ হয় (যেহেতু ω = 2πf), অর্থাৎ নতুন কৌণিক কম্পাঙ্ক = 2ω। বিস্তার (I0) দ্বিগুণ করলে নতুন বিস্তার = 2I0। সুতরাং নতুন সমীকরণ, I = 2I0 sin 2ωt।
তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।