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।
-
৩৮১
LCR বর্তনীতে অনুনাদ হলে কোনটি সঠিক?
- ক ইম্পিডেন্স সর্বোচ্চ
- খ প্রবাহ সর্বনিম্ন
- গ ইম্পিডেন্স সর্বনিম্ন
- ঘ ক্ষমতা শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ইম্পিডেন্স সর্বনিম্ন
অনুনাদে XL = XC, তাই Z = R — সর্বনিম্ন, ফলে প্রবাহ সর্বোচ্চ।
অনুনাদ কম্পাঙ্ক f = 12πLC।
ফাঁদ: অনুনাদে ইম্পিডেন্স সর্বোচ্চ ভাবা — ওটি সমান্তরাল LC বর্তনীর ক্ষেত্রে। -
৩৮২
স্বকীয় আবেশাঙ্কের একক কোনটি?
- ক ওয়েবার
- খ টেসলা
- গ হেনরি
- ঘ ফ্যারাড
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) হেনরি
L-এর একক হেনরি (H); e = −LdIdt থেকে 1 H = 1 V s A−1।
ফ্যারাড ধারকত্বের একক, ওয়েবার ফ্লাক্সের।
ফাঁদ: হেনরি ও ফ্যারাড গুলিয়ে ফেলা। -
৩৮৩
বিশুদ্ধ আবেশক (inductor) যুক্ত AC বর্তনীতে প্রবাহ ভোল্টেজের সাথে কত দশা পার্থক্যে থাকে?
- ক ০°
- খ π
- গ π/2 এগিয়ে
- ঘ π/2 পিছিয়ে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) π/2 পিছিয়ে
আবেশকে প্রবাহ ভোল্টেজের চেয়ে π2 দশায় পিছিয়ে থাকে (ELI)।
ধারকে উল্টো — প্রবাহ এগিয়ে থাকে (ICE)। মনে রাখার সূত্র: “ELI the ICE man”।
ফাঁদ: আবেশক ও ধারকের দশা সম্পর্ক বদলাবদলি করা। -
৩৮৪
পরিবর্তী প্রবাহের সর্বোচ্চ মান 10 A হলে এর কার্যকর (rms) মান কত?
- ক 7.07 A
- খ 5 A
- গ 10 A
- ঘ 14.14 A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 7.07 A
Irms = I02 = 101.414 ≈ 7.07 A
অ্যামিটার-ভোল্টমিটার সর্বদা rms মানই দেখায়।
ফাঁদ: 2 দিয়ে ভাগ করে 5 A লেখা — ভাগ হবে 2 দিয়ে। -
৩৮৫
ট্রান্সফরমার কোন ধরনের প্রবাহে কাজ করে?
- ক শুধু DC
- খ শুধু AC
- গ উভয়ই
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) শুধু AC
ট্রান্সফরমার চলে ফ্লাক্স পরিবর্তনের ওপর; DC-তে ফ্লাক্স ধ্রুব থাকায় মাধ্যমিক কুণ্ডলীতে কিছু আবিষ্ট হয় না।
AC-তে ফ্লাক্স ক্রমাগত বদলায় বলে কাজ করে।
ফাঁদ: DC দিলে বরং কুণ্ডলী পুড়ে যেতে পারে — কাজ করে না। -
৩৮৬
একটি ট্রান্সফরমারের মুখ্য ও গৌণ কুণ্ডলীর পাক সংখ্যা যথাক্রমে 100 ও 500। মুখ্যে 220 V দিলে গৌণে ভোল্টেজ কত?
- ক 44 V
- খ 220 V
- গ 1100 V
- ঘ 550 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1100 V
VsVp = NsNp ⇒ Vs = 220 × 500100 = 1100 V
এটি স্টেপ-আপ ট্রান্সফরমার; গৌণে প্রবাহ ৫ গুণ কমে যাবে।
ফাঁদ: অনুপাত উল্টে 44 V লেখা। -
৩৮৭
একটি কুণ্ডলীর স্বকীয় আবেশাঙ্ক 2 H। এর প্রবাহ 1 s-এ 3 A থেকে 1 A হলে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল কত?
- ক 2 V
- খ 4 V
- গ 6 V
- ঘ 8 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4 V
e = LΔIΔt = 2 × 3 − 11 = 4 V
ফাঁদ: ΔI-এর বদলে চূড়ান্ত প্রবাহ 1 A বসিয়ে 2 V লেখা। -
৩৮৮
মুখ্য বর্তনীতে অসম তড়িৎ প্রবাহের ফলে গৌণ কুণ্ডলীতে যে তড়িৎ চৌম্বক আবেশ ঘটে, তাকে কী বলে?
- ক পারস্পরিক আবেশ
- খ পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্ক
- গ স্বকীয় আবেশ
- ঘ স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) পারস্পরিক আবেশ
মুখ্য (primary) বর্তনীতে তড়িৎ প্রবাহ অসমভাবে (dI1dt ≠ 0) পরিবর্তিত হলে তার পার্শ্ববর্তী গৌণ (secondary) কুণ্ডলীতে যে তড়িৎ চৌম্বক আবেশ ঘটে, তাকে পারস্পরিক আবেশ (mutual induction) বলে। সূত্র: ε2 = -M(dI1dt)। এটি দুটি ভিন্ন কুণ্ডলীর মধ্যে ঘটে বলে একই কুণ্ডলীতে নিজের প্রবাহ পরিবর্তনের কারণে সৃষ্ট 'স্বকীয় আবেশ' থেকে আলাদা। -
৩৮৯
এক বদ্ধ কুণ্ডলীতে তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হয় তখনই যখন
(i) কুণ্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহ হ্রাস পায়
(ii) কুণ্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহ স্থির থাকে
(iii) কুণ্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহ বৃদ্ধি পায় নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) i ও iii
ফ্যারাডের সূত্র অনুযায়ী, ε = -N(dΦdt)। বদ্ধ কুণ্ডলীতে emf তখনই আবিষ্ট হয় যখন কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে চৌম্বক ফ্লাক্স (যা প্রবাহের সমানুপাতিক) পরিবর্তিত হয়। প্রবাহ হ্রাস পেলে (i) বা বৃদ্ধি পেলে (iii), উভয় ক্ষেত্রেই dΦdt ≠ 0, তাই emf আবিষ্ট হয়। কিন্তু প্রবাহ স্থির থাকলে (ii) dΦdt = 0 হওয়ায় কোনো emf আবিষ্ট হয় না। তাই সঠিক উত্তর i ও iii। -
৩৯০
নিচের চিত্রে NS একটি দণ্ড চুম্বক, A একটি বদ্ধ কুণ্ডলী যার সাথে গ্যালভানোমিটার G যুক্ত।
(i) চুম্বকের উত্তর মেরুকে ধীরে ধীরে কুণ্ডলীর মধ্যে প্রবেশ করালে গ্যালভানোমিটারের কাঁটা বিক্ষেপ দেখাবে
(ii) চুম্বককে থামালে গ্যালভানোমিটারের কাঁটা বিক্ষিপ্ত অবস্থানে থাকবে
(iii) চুম্বককে ধীরে ধীরে কুণ্ডলীর মধ্য হতে বাইরে আনলে গ্যালভানোমিটারের কাঁটা বিপরীত দিকে বিক্ষেপ দেখাবে নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) i ও iii
(i) সত্য: চুম্বকের উত্তর মেরু কুণ্ডলীর মধ্যে প্রবেশ করালে কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে ফ্লাক্স পরিবর্তিত হয়, ফ্যারাডের সূত্র অনুযায়ী emf ও প্রবাহ আবিষ্ট হয়, ফলে গ্যালভানোমিটারে বিক্ষেপ দেখা যাবে। (ii) মিথ্যা: চুম্বককে থামিয়ে দিলে ফ্লাক্স পরিবর্তন বন্ধ হয়ে যায় (dΦdt = 0), তাই আবিষ্ট emf ও প্রবাহ শূন্য হয়ে যায় এবং গ্যালভানোমিটারের কাঁটা শূন্য অবস্থানে ফিরে আসে, বিক্ষিপ্ত অবস্থায় থাকে না। (iii) সত্য: চুম্বককে ধীরে ধীরে বাইরে আনলে ফ্লাক্স হ্রাস পায় অর্থাৎ পরিবর্তনের দিক আগের বিপরীত হয়, লেঞ্জের সূত্র অনুযায়ী আবিষ্ট প্রবাহের দিকও বিপরীত হয়ে যায়, তাই কাঁটা বিপরীত দিকে বিক্ষেপ দেখাবে। সুতরাং সঠিক উত্তর i ও iii। -
৩৯১
একটি তড়িৎ বর্তনীতে আবিষ্ট তড়িৎ প্রবাহের দিক নির্ণয় করা যায় কোন সূত্র দ্বারা?
- ক ফ্যারাডের সূত্র
- খ নিউটনের সূত্র
- গ ম্যাক্সওয়েলের সূত্র
- ঘ লেনজের সূত্র
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) লেনজের সূত্র
ফ্যারাডের সূত্র আবিষ্ট emf-এর মান নির্ণয় করে, কিন্তু তার দিক (এবং ফলে আবিষ্ট প্রবাহের দিক) নির্ণয় করে লেঞ্জের সূত্র। লেঞ্জের সূত্র অনুযায়ী, আবিষ্ট প্রবাহ সবসময় এমন দিকে প্রবাহিত হয় যা তার সৃষ্টিকারী পরিবর্তনকে বাধা দেয়। তাই বর্তনীতে আবিষ্ট তড়িৎ প্রবাহের দিক নির্ণয় করা হয় লেনজের সূত্র দ্বারা। -
৩৯২
কোনো কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ 1 mA s−1 হারে পরিবর্তনের দরুন আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল 50 μV হলে, কুণ্ডলীটির স্বাবেশ গুণাঙ্ক
- ক 50
- খ 5
- গ 0.5
- ঘ 0.05
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.05
dIdt = 1 mAs = 1×10−3 As, ε = 50 μV = 50×10−6 V। স্বকীয় আবেশের সূত্র ε = L(dIdt) থেকে, L = ε(dIdt) = (50×10−6)(1×10−3) = 50×10−3 H = 0.05 H। -
৩৯৩
কোনটির কার্যনীতি আবেশ ক্রিয়ার ওপর প্রতিষ্ঠিত?
- ক মোটর
- খ ট্রান্সফরমার
- গ জেনারেটর
- ঘ ট্রানজিস্টর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ট্রান্সফরমার
ট্রান্সফরমারের কার্যনীতি সম্পূর্ণভাবে পারস্পরিক আবেশের ওপর প্রতিষ্ঠিত — মুখ্য কুণ্ডলীর পরিবর্তী প্রবাহ কোরে পরিবর্তী চৌম্বক ফ্লাক্স সৃষ্টি করে, যা গৌণ কুণ্ডলীতে তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট করে (EsEp = NsNp)। মোটর চৌম্বক ক্ষেত্রে প্রবাহবাহী পরিবাহীর ওপর ক্রিয়াশীল বলের (F = BIl) নীতিতে চলে, আবেশ ক্রিয়ায় নয়; ট্রানজিস্টর একটি অর্ধপরিবাহী যন্ত্র। (জেনারেটরও তড়িৎ চৌম্বক আবেশ নীতিতে কাজ করে, তবে বইয়ের উত্তরমালা অনুযায়ী এখানে প্রত্যাশিত উত্তর ট্রান্সফরমার।) -
৩৯৪
5 H স্বাবেশ গুণাঙ্কের কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে 1 A/s হারে বিদ্যুৎ প্রবাহ চলতে থাকলে কুণ্ডলীতে কত তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হবে?
- ক 5 V
- খ 10 V
- গ 15 V
- ঘ 20 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 5 V
স্বকীয় আবেশের সূত্র ε = L(dIdt) থেকে, ε = 5 H × 1 As = 5 V। -
৩৯৫
ওপরের কুণ্ডলীতে
(i) তড়িৎ প্রবাহ বৃদ্ধি পায়
(ii) ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে তড়িৎ প্রবাহিত হবে
(iii) চুম্বকটি আকর্ষণ অনুভব করবে নিচের কোনটি সঠিক?- ক i
- খ i ও ii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) i ও ii
চুম্বকের উত্তর মেরু কুণ্ডলীর দিকে এগিয়ে আসায় কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে চৌম্বক ফ্লাক্স ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়, ফলে কুণ্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহ আবিষ্ট হয় ও বৃদ্ধি পায় — (i) সঠিক। লেনজের সূত্র অনুযায়ী চুম্বকের দিকে মুখ করা কুণ্ডলীর তলে উত্তর মেরু সৃষ্টি হয়, তাই চুম্বকের দিক থেকে দেখলে আবিষ্ট প্রবাহ ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে হবে — (ii) সঠিক। সৃষ্ট উত্তর মেরু এগিয়ে আসা উত্তর মেরুকে বিকর্ষণ করবে, আকর্ষণ নয় — (iii) ভুল। তাই সঠিক উত্তর i ও ii। -
৩৯৬
কুণ্ডলীতে যদি 300 পাক থাকে তবে 0.05 সেকেন্ডে 50 × 10−4 ওয়েবার ফ্লাক্স পরিবর্তন করা হলে কুণ্ডলীতে কত তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হবে?- ক 360 V
- খ 300 V
- গ 100 V
- ঘ 30 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 30 V
N = 300, ΔΦ = 50×10−4 Wb = 5×10−3 Wb, Δt = 0.05 s। ফ্যারাডের সূত্র অনুযায়ী, ε = N(ΔΦΔt) = 300 × (5×10−30.05) = 300 × 0.1 = 30 V। -
৩৯৭
লেনজের সূত্র থেকে জানা যায়
(i) আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল
(ii) আবিষ্ট তড়িৎ প্রবাহ
(iii) আবিষ্ট তড়িৎ প্রবাহের দিক নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) i ও iii
লেনজের সূত্র: যেকোনো তড়িৎ চৌম্বক আবেশের ক্ষেত্রে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বলের অভিমুখ এমন হয় যে, তা যে কারণে সৃষ্টি হয় সেই কারণকেই বাধা দেয়। অর্থাৎ এ সূত্র আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল এবং আবিষ্ট তড়িৎ প্রবাহের দিক সম্পর্কে জানায় — (i) ও (iii) সঠিক। তড়িচ্চালক বলের মান নির্ণীত হয় ফ্যারাডের সূত্র ε = −NdΦdt থেকে, যার ঋণাত্মক চিহ্নটি লেনজের সূত্র নির্দেশ করে। -
৩৯৮
দিক পরিবর্তী প্রবাহের অর্ধ চক্রের জন্য প্রবাহের গড় মান 1.6 A হলে প্রবাহের শীর্ষ মান কত?
- ক 1.6 A
- খ 2.512 A
- গ 1.3 A
- ঘ 12 A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2.512 A
অর্ধ চক্রের গড় মান, Iavg = 2I0π। এখানে Iavg = 1.6 A, সুতরাং I0 = (Iavg × π)2 = (1.6 × 3.1416)2 ≈ 2.512 A। -
৩৯৯
দণ্ড চুম্বকটি কুণ্ডলীর কাছে নিতে থাকলে কুণ্ডলীতে সৃষ্টি হবে- ক উত্তর মেরু, তড়িৎ প্রবাহের দিক ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে
- খ উত্তর মেরু, তড়িৎ প্রবাহের দিক ঘড়ির কাঁটার দিকে
- গ দক্ষিণ মেরু, তড়িৎ প্রবাহের দিক ঘড়ির কাঁটার দিকে
- ঘ দক্ষিণ মেরু, তড়িৎ প্রবাহের দিক ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) উত্তর মেরু, তড়িৎ প্রবাহের দিক ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে
ঝুলানো দণ্ড চুম্বকের উত্তর মেরু (N) কুণ্ডলীর দিকে মুখ করে আছে। চুম্বকটিকে কুণ্ডলীর কাছে নিতে থাকলে কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে ফ্লাক্স বৃদ্ধি পায়। লেনজের সূত্র অনুযায়ী আবিষ্ট প্রবাহ এই আগমনকে বাধা দেবে, তাই চুম্বকের দিকে মুখ করা কুণ্ডলীর তলে উত্তর মেরু সৃষ্টি হবে (সদৃশ মেরুর বিকর্ষণ)। কোনো তলে উত্তর মেরু সৃষ্টি হলে সেই তলের দিক থেকে দেখলে প্রবাহ ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে হয়। তাই কুণ্ডলীতে উত্তর মেরু সৃষ্টি হবে এবং তড়িৎ প্রবাহের দিক হবে ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে। -
৪০০
কুণ্ডলীটিকে সামনে রেখে দণ্ড চুম্বকটিকে দুলতে দিলে সময়ের সাথে কুণ্ডলীতে তড়িৎ প্রবাহের লেখচিত্র হবেসঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ)
দণ্ড চুম্বকটি কুণ্ডলীর সামনে দোলকের মতো দুলতে থাকলে চুম্বক কখনো কুণ্ডলীর কাছে আসে, কখনো দূরে যায় — এই গতি পর্যায়বৃত্ত হওয়ায় কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে চৌম্বক ফ্লাক্সও পর্যায়বৃত্তভাবে বৃদ্ধি-হ্রাস পায়। ফলে আবিষ্ট তড়িৎ প্রবাহের মান ও দিক সময়ের সাথে পর্যায়ক্রমে পরিবর্তিত হবে (দিক পরিবর্তী প্রবাহের মতো), যা (ঘ) লেখচিত্রে দেখানো হয়েছে।
তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।