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।
-
৪০১
irms এর মান কত?- ক 12
- খ 1
- গ 2
- ঘ 2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1
rms মানের সূত্র, Irms = I02। এখানে I0 = 2 A, সুতরাং Irms = 22 = 1 A। -
৪০২
A ও B বিন্দুতে কোন কোন মেরু উৎপন্ন হবে?- ক A-তে উত্তর মেরু B-তে দক্ষিণ মেরু
- খ A-তে দক্ষিণ মেরু B-তে দক্ষিণ মেরু
- গ A-তে দক্ষিণ মেরু B-তে উত্তর মেরু
- ঘ A-তে উত্তর মেরু B-তে উত্তর মেরু
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) A-তে উত্তর মেরু B-তে দক্ষিণ মেরু
দণ্ড চুম্বকের উত্তর মেরু (N) কুণ্ডলীর A প্রান্তের দিকে মুখ করে কুণ্ডলীর দিকে এগিয়ে আসছে। লেনজের সূত্র অনুযায়ী আবিষ্ট প্রবাহ এমন হবে যাতে চুম্বকের আগমন বাধাপ্রাপ্ত হয়, অর্থাৎ A প্রান্তে উত্তর মেরু সৃষ্টি হয়ে চুম্বকের উত্তর মেরুকে বিকর্ষণ করবে। কুণ্ডলীর অপর প্রান্ত B-তে তখন দক্ষিণ মেরু সৃষ্টি হবে। তাই A-তে উত্তর মেরু, B-তে দক্ষিণ মেরু। -
৪০৩
একটি দিক পরিবর্তী প্রবাহমাত্রার কম্পাঙ্ক 25 Hz। শীর্ষ মানে পৌঁছাতে এর কত সময় লাগবে?
- ক 0.04 sec
- খ 0.03 sec
- গ 0.02 sec
- ঘ 0.01 sec
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.01 sec
কম্পাঙ্ক f = 25 Hz হলে পর্যায়কাল T = 1f = 125 = 0.04 s। দিক পরিবর্তী প্রবাহ I = I0 sin(ωt) শূন্য থেকে শুরু হয়ে প্রথম শীর্ষ মানে পৌঁছাতে এক পূর্ণচক্রের চার ভাগের এক ভাগ সময় লাগে, অর্থাৎ t = T4 = 0.044 = 0.01 s। -
৪০৪
ওপরের চিত্রে চুম্বকের N-pole-কে কুণ্ডলীর মধ্যে প্রবেশ করালে
(i) গ্যালভানোমিটারের কাঁটা ডানাবর্তে ঘুরবে
(ii) গ্যালভানোমিটারের কাঁটা বামাবর্তে ঘুরবে
(iii) কাঁটার ঘূর্ণন হবে ক্ষণিকের 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: গ) ii ও iii
N-pole কুণ্ডলীর মধ্যে প্রবেশ করানোর সময় কুণ্ডলীর ফ্লাক্স বৃদ্ধি পায়, ফলে আবিষ্ট প্রবাহ সৃষ্টি হয়। লেনজের সূত্র অনুযায়ী চুম্বকের দিকের প্রান্তে উত্তর মেরু সৃষ্টি হয়; চিত্রে প্রদর্শিত প্যাঁচের দিক অনুযায়ী এ প্রবাহের ফলে গ্যালভানোমিটারের কাঁটা বামাবর্তে ঘুরবে — (ii) সঠিক; একই সময়ে কাঁটা দুই দিকে ঘুরতে পারে না, তাই (i) ভুল। আবিষ্ট প্রবাহ কেবল ফ্লাক্স পরিবর্তনের সময়ই থাকে; চুম্বক থেমে গেলে প্রবাহ শূন্য হয়, তাই কাঁটার ঘূর্ণন ক্ষণিকের — (iii) সঠিক। সুতরাং উত্তর ii ও iii। -
৪০৫
2000 পাকবিশিষ্ট আবেশকের মধ্য দিয়ে 20 A প্রবাহমাত্রা প্রবাহিত হচ্ছে। আবেশকের আবেশ গুণাঙ্ক 20 mH।
আবিষ্ট চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিমাণ কত?- ক 0.2 Wb
- খ 0.4 Wb
- গ 2.0 Wb
- ঘ 40 Wb
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.4 Wb
স্বকীয় আবেশের সম্পর্ক NΦ = LI থেকে, মোট ফ্লাক্স-লিংকেজ = L × I = 20×10−3 H × 20 A = 0.4 H·A = 0.4 Wb (যেহেতু H·A = Wb)। [নোট: L×I থেকে সরাসরি 0.4 Wb পাওয়া যায়, যা অপশন 'খ'-এর সাথে মেলে। লক্ষণীয়, যদি প্রতি-পাক ফ্লাক্স Φ = LIN ব্যবহার করা হয় তাহলে মান হয় 2×10−4 Wb, যা কোনো অপশনের সাথে মেলে না — তাই প্রশ্নের অভিপ্রেত সমাধানে N = 2000 এই হিসাবে ব্যবহৃত হয়নি (অতিরিক্ত তথ্য হিসেবে দেওয়া হয়েছে)।] -
৪০৬
2000 পাকবিশিষ্ট আবেশকের মধ্য দিয়ে 20 A প্রবাহমাত্রা প্রবাহিত হচ্ছে। আবেশকের আবেশ গুণাঙ্ক 20 mH।
কুণ্ডলীতে শক্তি সঞ্চিত হবে
(i) চৌম্বক শক্তি
(ii) বৈদ্যুতিক শক্তি
(iii) যান্ত্রিক শক্তি নিচের কোনটি সঠিক?- ক i
- খ ii
- গ iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) i
প্রবাহবাহী কুণ্ডলীর চারপাশে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রে শক্তি সঞ্চিত থাকে, U = ½LI2 — এটি চৌম্বক শক্তি (i)। কুণ্ডলীতে ক্যাপাসিটরের মতো বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি (ii) বা কোনো যান্ত্রিক শক্তি (iii) সঞ্চিত হয় না। -
৪০৭
আবেশহীন কুণ্ডলী তৈরি হয়
- ক দুই ভাঁজ করে
- খ তিন ভাঁজ করে
- গ পাঁচ ভাঁজ করে
- ঘ সাত ভাঁজ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) দুই ভাঁজ করে
আবেশহীন (non-inductive) কুণ্ডলী তৈরি করতে তারকে মাঝ বরাবর দুই ভাঁজ করে (দ্বিগুণ করে) পরস্পরের সাথে জড়ানো হয়, যাতে পাশাপাশি অবস্থিত পাকগুলোতে প্রবাহ বিপরীত দিকে প্রবাহিত হয়। ফলে প্রতিটি পাকের সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্র পার্শ্ববর্তী পাকের ক্ষেত্র দ্বারা প্রায় নিষ্ক্রিয় (বাতিল) হয়ে যায়, এবং কুণ্ডলীর নিট স্বকীয় আবেশ গুণাঙ্ক প্রায় শূন্য হয়। -
৪০৮
স্টেপ আপ ট্রান্সফরমারের ক্ষেত্রে
(i) Ns < Np
(ii) Es > Ep
(iii) Ip > Is 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: খ) ii ও iii
স্টেপ আপ ট্রান্সফরমারে গৌণ কুণ্ডলীর পাকসংখ্যা মুখ্য কুণ্ডলীর চেয়ে বেশি থাকে, অর্থাৎ Ns > Np; তাই (i) Ns < Np ভুল। EsEp = NsNp > 1 হওয়ায় Es > Ep — (ii) সঠিক। শক্তির নিত্যতা অনুযায়ী EpIp = EsIs, তাই Es > Ep হলে Ip > Is — (iii) সঠিক। সুতরাং ii ও iii। -
৪০৯
45 cm2 ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট একটি তল 5 × 10−5 T সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে 60° কোণ তৈরি করে। তলের মধ্য দিয়ে অতিক্রান্ত ফ্লাক্স বের কর।
- ক 1.95 × 10−7 Tesla
- খ 1.95 × 10−7 Wb
- গ 1.25 × 10−7 Tesla
- ঘ 1.25 × 10−7 Wb
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1.95 × 10−7 Wb
চৌম্বক ফ্লাক্স, Φ = B·A·cosθ, যেখানে θ হলো ক্ষেত্র ও তলের normal-এর মধ্যবর্তী কোণ। এখানে তলটি ক্ষেত্রের সাথে 60° কোণ করে আছে বলা হয়েছে, অর্থাৎ ক্ষেত্র ও তলের normal-এর মধ্যবর্তী কোণ = 90° - 60° = 30°। A = 45 cm2 = 45×10−4 m2, B = 5×10−5 T। সুতরাং Φ = B·A·cos30° = (5×10−5)×(45×10−4)×(32) = 2.25×10−7 × 0.866 ≈ 1.95×10−7 Wb। ফ্লাক্সের একক ওয়েবার (Wb), টেসলা নয় (টেসলা চৌম্বক ক্ষেত্রের একক), তাই একই সংখ্যাসূচক মানের 'ক' অপশন (Tesla একক সহ) ভুল।
বিঃদ্রঃ বইয়ের উত্তরমালায় 'ক' (1.95 × 10−7 Tesla) দেওয়া আছে, যা ভুল; ফ্লাক্সের একক Wb, তাই সঠিক উত্তর 'খ'। -
৪১০
কোনো কুণ্ডলী তলকে অতিক্রমকারী চৌম্বক ক্ষেত্র রেখার সংখ্যাকে বলা হয় ওই কুণ্ডলীর সাথে সংশ্লিষ্ট
- ক চৌম্বক আবেশ
- খ চৌম্বক ফ্লাক্স
- গ তড়িৎ আবেশ
- ঘ তড়িৎ ফ্লাক্স
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) চৌম্বক ফ্লাক্স
কোনো তলকে লম্বভাবে অতিক্রমকারী চৌম্বক ক্ষেত্র রেখার সংখ্যাকে ওই তলের সাথে সংশ্লিষ্ট চৌম্বক ফ্লাক্স (Φ = B·A·cosθ) বলা হয়। -
৪১১
এক পাকের একটি কুণ্ডলীর সাথে সংশ্লিষ্ট যে পরিমাণ চৌম্বক ফ্লাক্স 1 সেকেন্ডে সুষমভাবে হ্রাস পেয়ে শূন্যে নেমে আসলে ওই কুণ্ডলীতে 1 ভোল্ট তড়িচ্চালক শক্তি আবিষ্ট হয়, সেই পরিমাণ চৌম্বক ফ্লাক্সকে কী বলে?
- ক 1 টেসলা
- খ 1 হেনরি
- গ 1 ওয়েবার
- ঘ 1 ম্যাক্সওয়েল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1 ওয়েবার
এটি ওয়েবারের সংজ্ঞা: এক পাকের কোনো কুণ্ডলীর সাথে সংশ্লিষ্ট চৌম্বক ফ্লাক্স যদি 1 সেকেন্ডে সুষমভাবে হ্রাস পেয়ে শূন্যে নেমে আসার ফলে কুণ্ডলীতে 1 ভোল্ট তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হয়, তাহলে ওই ফ্লাক্সের পরিমাণকে 1 ওয়েবার (Wb) বলা হয়। -
৪১২
অর্ধ চক্রের জন্য দিক পরিবর্তী প্রবাহের গড় মান
- ক 1.57 × I
- খ 0.9 × Imax
- গ 0.707 × I0
- ঘ 0.637 × I0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.637 × I0
দিক পরিবর্তী প্রবাহের অর্ধ চক্রের জন্য গড় মান, Iavg = 2I0π ≈ 0.637 × I0। (0.707 × I0 হলো কার্যকর বা rms মান।) -
৪১৩
কোনো কুণ্ডলীর নিকট একটি দণ্ড চুম্বককে গতিশীল করলে এতে তড়িচ্চালক শক্তি আবিষ্ট হয়। ওই প্রক্রিয়ায় কোন শক্তি রূপান্তরিত হয়?
- ক চৌম্বক শক্তি
- খ তড়িৎ শক্তি
- গ যান্ত্রিক শক্তি
- ঘ পারমাণবিক শক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) যান্ত্রিক শক্তি
কুণ্ডলীর নিকট দণ্ড চুম্বককে হাত দিয়ে সরাতে হলে বাহ্যিক বল প্রয়োগ করে যান্ত্রিক কাজ করতে হয় (কারণ কুণ্ডলীতে সৃষ্ট আবিষ্ট প্রবাহ লেঞ্জের সূত্র অনুযায়ী চুম্বকের গতিকে বাধা দেয়, তাই তাকে ঠেলে আনতে/সরাতে কাজ করতে হয়)। এই যান্ত্রিক কাজ তথা যান্ত্রিক শক্তিই কুণ্ডলীতে তড়িচ্চালক শক্তি সৃষ্টি করে তড়িৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। অর্থাৎ প্রক্রিয়াটিতে যে শক্তি রূপান্তরিত (ব্যয়) হচ্ছে তা হলো যান্ত্রিক শক্তি -- এটিই ডায়নামো/জেনারেটরের মূলনীতি। -
৪১৪
পর্যায়বৃত্ত তড়িচ্চালক বলের একটি পূর্ণ চক্রের গড় মান কত হয়?
- ক 0
- খ 0.639 ε0
- গ 0.707 ε0
- ঘ 63.7 ε0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0
পর্যায়বৃত্ত তড়িচ্চালক বল ε = ε0 sin ωt হলে এর একটি পূর্ণ চক্রে ধনাত্মক ও ঋণাত্মক অর্ধচক্রের ক্ষেত্রফল সমান ও বিপরীত হওয়ায় পরস্পরকে বাতিল করে (∫02π sin θ dθ = 0)। তাই পূর্ণ চক্রের গড় মান শূন্য। (অর্ধচক্রের গড় মান 0.637ε0।) -
৪১৫
কোনো সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রে একটি বৃত্তাকার কুণ্ডলীতে আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল পেতে কুণ্ডলীটিকে
- ক সামনে পিছনে আনা নেয়া করতে হবে
- খ তার ব্যাসের সাপেক্ষে ঘোরাতে হবে
- গ তার অক্ষের সাপেক্ষে ঘোরাতে হবে
- ঘ উপরে নিচে উঠানামা করতে হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) তার ব্যাসের সাপেক্ষে ঘোরাতে হবে
আবিষ্ট তড়িচ্চালক বল পেতে কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে চৌম্বক ফ্লাক্স Φ = BAcosθ সময়ের সাথে পরিবর্তিত হতে হবে। সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রে কুণ্ডলীকে সামনে-পিছনে বা উপরে-নিচে সরালে B, A ও θ অপরিবর্তিত থাকে, তাই Φ বদলায় না। কুণ্ডলীকে তার নিজস্ব অক্ষের (তলের লম্ব, কেন্দ্রগামী অক্ষ) সাপেক্ষে ঘোরালেও ক্ষেত্রের সাথে তলের কোণ বদলায় না। কিন্তু ব্যাসের সাপেক্ষে ঘোরালে ক্ষেত্র ও তলের লম্বের মধ্যবর্তী কোণ θ ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়, ফলে Φ পরিবর্তিত হয় ও তড়িচ্চালক বল আবিষ্ট হয় (AC জেনারেটরের নীতি)। -
৪১৬
কুণ্ডলীর ব্যাসার্ধ, r = 1 cm; তড়িৎ প্রবাহ, I = 2 A, চৌম্বক আবেশ, B = 3.19 × 103 T
কুণ্ডলীর আবেশ গুণাঙ্ক কত?- ক 0.41 H
- খ 0.50 H
- গ 1.29 H
- ঘ 2.57 H
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.50 H
এখানে,
কুণ্ডলীর ব্যাসার্ধ, r = 1 cm = 0.01 m
তড়িৎ প্রবাহ, I = 2 A
চৌম্বক আবেশ, B = 3.19 × 103 T
নির্ণেয় আবেশ গুণাঙ্ক, L = ?
আমরা জানি,
Φ = BA = Bπr2 এবং L = ΦI (এক পাক ধরে)
Φ = 3.19 × 103 × 3.1416 × (0.01)2 ≈ 1.002 Wb
L = 1.0022
∴ L ≈ 0.50 H
বিঃদ্রঃ বইয়ের উত্তরমালায় 'গ' (1.29 H) দেওয়া আছে, যা প্রদত্ত উপাত্ত থেকে পাওয়া যায় না। -
৪১৭
কুণ্ডলীর ব্যাসার্ধ, r = 1 cm; তড়িৎ প্রবাহ, I = 2 A, চৌম্বক আবেশ, B = 3.19 × 103 T
নিচের কোন উক্তিটি সঠিক?- ক A = উত্তর মেরু, D = উত্তর মেরু
- খ B = উত্তর মেরু, D = দক্ষিণ মেরু
- গ A = দক্ষিণ মেরু, C = উত্তর মেরু
- ঘ B = দক্ষিণ মেরু, C = উত্তর মেরু
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) A = উত্তর মেরু, D = উত্তর মেরু
লেনজের সূত্র অনুযায়ী চুম্বক কুণ্ডলীর দিকে এগোলে কুণ্ডলীর নিকট প্রান্তে চুম্বকের নিকটবর্তী মেরুর সদৃশ মেরু (বিকর্ষণ) এবং চুম্বক দূরে সরলে বিসদৃশ মেরু (আকর্ষণ) সৃষ্টি হয়। (ii) চিত্রে চুম্বকের N মেরু C-এর নিকটে এবং তীর চিহ্ন অনুযায়ী চুম্বকটি CD কুণ্ডলী থেকে দূরে সরছে, তাই C-তে দক্ষিণ মেরু ও D-তে উত্তর মেরু সৃষ্টি হয়। (i) চিত্রে চুম্বকটি AB কুণ্ডলী থেকে দূরে সরছে ধরলে চুম্বকের S মেরুর নিকটবর্তী A প্রান্তে উত্তর মেরু (ও B-তে দক্ষিণ মেরু) সৃষ্টি হয়। তাই A = উত্তর মেরু, D = উত্তর মেরু।
বিঃদ্রঃ বইয়ের উত্তরমালা অনুযায়ী উত্তর 'ক'; তবে (i) চিত্রের তীর চিহ্ন চুম্বকটি AB কুণ্ডলীর দিকে এগিয়ে আসা নির্দেশ করলে A-তে দক্ষিণ মেরু হয় — চিত্রটি যাচাই করে নেওয়া প্রয়োজন। -
৪১৮
16 Ω রোধের মধ্য দিয়ে একটি পরিবর্তী তড়িৎ প্রবাহ পাঠানো হলে এর rms মান পাওয়া যায় 10 A। রোধের দুই প্রান্তের সর্বোচ্চ বিভব পার্থক্য কত হবে?
- ক 226.3 V
- খ 160 V
- গ 260.6 V
- ঘ 220 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 226.3 V
রোধ R = 16 Ω, rms প্রবাহ Irms = 10 A। রোধের দুই প্রান্তে rms বিভব পার্থক্য, Vrms = Irms × R = 10 × 16 = 160 V। সর্বোচ্চ (শীর্ষ) বিভব পার্থক্য V0 = Vrms × 2 = 160 × 1.414 ≈ 226.3 V। -
৪১৯
উপরের চিত্রে B বিন্দুতে দিক পরিবর্তী প্রবাহের পর্যায়কাল কত?- ক T4
- খ T2
- গ 3T4
- ঘ 3T2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3T4
চিত্রে প্রবাহ শূন্য থেকে শুরু হয়ে T4 সময়ে ধনাত্মক শীর্ষে, T2 সময়ে শূন্যে এবং 3T4 সময়ে ঋণাত্মক শীর্ষে পৌঁছায়। B বিন্দুটি ঋণাত্মক শীর্ষবিন্দু, তাই B বিন্দুতে সময় = 3T4। -
৪২০
তড়িৎ প্রবাহমাত্রার কার্যকর মান কত?- ক 52 A
- খ 52 A
- গ 52 A
- ঘ 25 A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 52 A
এখানে,
শীর্ষ মান, I0 = 5 A (চিত্র থেকে)
নির্ণেয় কার্যকর মান, Irms = ?
আমরা জানি,
Irms = I02
∴ Irms = 52 A
তাড়িতচৌম্বক আবেশ ও পরিবর্তী প্রবাহ নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।