স্থির তড়িৎ — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ২য় অধ্যায়। এখানে ৭২৩টি 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।
৭২৩ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ২
পাতা ২৭/৩৭
-
৫২১
একটি সরু তারের দৈর্ঘ্য 4 m। এটিতে +6 μC চার্জ থাকলে---
(i) তারটি থেকে তড়িৎ বলরেখা বাইরের দিকে নির্গত হয়
(ii) তারটির একক দৈর্ঘ্য চার্জের পরিমাণ 1.5 × 10−6 Cm−1
(iii) তারটির কেন্দ্র হতে 2 m দূরে তড়িৎ প্রাবল্যের মান 13.48 × 103 Vm−1
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: ঘ) i, ii ও iii
তারের দৈর্ঘ্য L = 4 m, চার্জ Q = +6 μC = 6×10−6 C। (i) চার্জ ধনাত্মক হওয়ায় তড়িৎ বলরেখা তার থেকে বাইরের দিকে (radially outward) নির্গত হয় — সঠিক। (ii) একক দৈর্ঘ্যে চার্জ (রৈখিক আধান ঘনত্ব) λ = QL = 6×10−64 = 1.5×10−6 Cm−1 — প্রদত্ত মানের সাথে হুবহু মিলে যায়, সঠিক। (iii) অসীম দীর্ঘ সরলরৈখিক চার্জের ক্ষেত্র সূত্র E = λ2πε0r ব্যবহার করে, r = 2 m: E = 1.5×10−62π×8.85×10−12×2 = 1.5×10−61.112×10−10 ≈ 1.349×104 = 13.49×103 Vm−1, যা প্রদত্ত 13.48×103 Vm−1-এর সাথে (সামান্য রাউন্ডিং পার্থক্য বাদে) মিলে যায় — সঠিক। তিনটি বিবৃতিই সঠিক হওয়ায় উত্তর ঘ (i, ii ও iii)। -
৫২২
একটি তড়িৎ দ্বিমেরুর ক্ষেত্রে তড়িৎ বিভবের মান দূরত্বের (r) সাথে কীভাবে পরিবর্তিত হয়?
- ক r−1
- খ r−2
- গ r−3
- ঘ r−4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) r−2
একটি বিন্দু চার্জের বিভব দূরত্বের সাথে V ∝ 1r ভাবে পরিবর্তিত হয়, কিন্তু তড়িৎ দ্বিমেরুর ক্ষেত্রে (দুটি সমমান বিপরীত চার্জ কাছাকাছি থাকায় দূর থেকে তাদের প্রভাব আংশিকভাবে বাতিল হয়ে যায়) বিভব আরও দ্রুত কমে, V ∝ 1r2 হারে। এটি দ্বিমেরু ক্ষেত্রের একটি বৈশিষ্ট্যসূচক ফলাফল, যেখানে দ্বিমেরুর তড়িৎক্ষেত্র E ∝ 1r3 হারে কমে। -
৫২৩
চিত্রে বর্গক্ষেত্রের D বিন্দুতে কত চার্জ স্থাপন করলে এর কেন্দ্রের বিভব শূন্য হবে?
- ক −15 C
- খ −13 C
- গ −10 C
- ঘ 0 C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) −13 C
বর্গক্ষেত্রের কেন্দ্র প্রতিটি শীর্ষ থেকে সমান দূরত্বে, তাই কেন্দ্রে বিভব শূন্য হতে হলে আধানগুলোর বীজগাণিতিক যোগফল শূন্য হতে হবে:
qA + qB + qC + qD = 0
A এর আধান +10 C ধরলে: 10 + 15 − 12 + qD = 0
∴ qD = −13 C
বিঃদ্রঃ চিত্রে A (−10C) ছাপা আছে; সেভাবে ধরলে qD = +7 C, যা কোনো অপশনে নেই। অপশন অনুযায়ী A এর আধান +10 C হওয়ার কথা। -
৫২৪
দুটি ধারক শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত করলে তুল্য ধারকত্ব 2.4 μF হয়। একটি ধারকের ধারকত্ব 6 μF হলে অন্যটির ধারকত্ব কত?
- ক 3 μF
- খ 4 μF
- গ 2 μF
- ঘ 6 μF
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4 μF
শ্রেণী সমবায়ে 1Cs = 1C1 + 1C2। Cs = 2.4 μF, C1 = 6 μF বসিয়ে, 1C2 = 12.4 − 16 = 0.41667 − 0.16667 = 0.25, তাই C2 = 10.25 = 4 μF। -
৫২৫
দুটি আহিত বস্তু পরস্পরের সাথে সংযুক্ত করলে আধানের প্রবাহ যে দিকে হবে তা কোন বিষয়ের ওপর নির্ভর করে?
- ক তড়িৎ বিভব
- খ তড়িৎ প্রাবল্য
- গ আধানের পরিমাণ
- ঘ তড়িৎ ক্ষেত্র
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তড়িৎ বিভব
দুটি আহিত বস্তুকে পরিবাহী তার দিয়ে সংযুক্ত করলে চার্জ সবসময় উচ্চ বিভবের বস্তু থেকে নিম্ন বিভবের বস্তুর দিকে প্রবাহিত হয় — ঠিক যেমন তাপ প্রবাহিত হয় উচ্চ তাপমাত্রা থেকে নিম্ন তাপমাত্রার দিকে। এটি নির্ভর করে বস্তু দুটির বিভবের (Potential) পার্থক্যের ওপর, বস্তুতে থাকা চার্জের পরিমাণ বা আকৃতির ওপর নয় (যেমন, কম চার্জযুক্ত ছোট বস্তুরও বিভব বেশি হতে পারে এবং তখন সেখান থেকেই চার্জ প্রবাহিত হবে বড়/বেশি চার্জযুক্ত বস্তুর দিকে)। উত্তর ক। -
৫২৬
পদার্থবিজ্ঞান ল্যাবরেটরিতে একজন ছাত্র 0.4 m এবং 0.6 m ব্যাসার্ধের দুটি গোলককে চার্জিত করে, গোলক দুটির বিভব যথাক্রমে 5 V এবং 10 V-এ উন্নিত করে পরস্পর হতে 1 m দূরত্বে স্থাপন করল। গোলকদ্বয়ের সংযোগ রেখার কোথায় প্রাবল্যের মান শূন্য হবে?
- ক 37.0 m
- খ 0.47 m
- গ 0.36 m
- ঘ 36 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.36 m
এখানে,
r1 = 0.4 m, V1 = 5 V; r2 = 0.6 m, V2 = 10 V
V = kQr থেকে Q = Vrk
∴ Q2Q1 = 10 × 0.65 × 0.4 = 3
প্রথম গোলকের কেন্দ্র থেকে x দূরত্বে প্রাবল্য শূন্য হলে,
kQ1x2 = kQ2(1 − x)2
বা, 1 − xx = 3
বা, x = 13 + 1
∴ x ≈ 0.36 m -
৫২৭
নিচের বর্তনীর তুল্য ধারকত্ব কত μF?
- ক 1
- খ 2
- গ 3
- ঘ 2.2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2
ওপরের 4 μF ও 4 μF শ্রেণিতে: 4 × 44 + 4 = 2 μF
এটি, কর্ণ বরাবর 2 μF এবং নিচের 2 μF — তিনটিই বাম ও ডান বাহুর মধ্যে সমান্তরালে: 2 + 2 + 2 = 6 μF
এটি 3 μF এর সাথে শ্রেণিতে:
∴ C = 6 × 36 + 3 = 2 μF -
৫২৮
পাত দূরত্ব d এবং ধারকত্ব C, এমন একটি সমান্তরাল পাত-ধারকের পাত দুটির মাঝখানে d2 পুরুত্ববিশিষ্ট একটি ধাতব পাত স্থাপন করা হলো। নতুন ধারকত্ব কত হবে?
- ক Cd
- খ C2
- গ 4Cd
- ঘ 2C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2C
ধাতব পাতের ভেতরে প্রাবল্য শূন্য, তাই কার্যকর দূরত্ব, d′ = d − d2 = d2
আমরা জানি,
C′ = ε0Ad′ = ε0Ad/2
∴ C′ = 2C -
৫২৯
পৃথিবীর বিভব কত ধরা হয়?
- ক 100 V
- খ 0 V
- গ 10 V
- ঘ 1 MV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0 V
পৃথিবীর বিভব প্রসঙ্গ মান হিসেবে 0V ধরা হয়। -
৫৩০
কম জায়গায় বেশি তড়িৎ সঞ্চয়ের জন্য নিচের কোন ধারকটি ব্যবহৃত হয়?
- ক অভ্র ধারক
- খ সিরামিক ধারক
- গ পরিবর্তনীয় বায়ু ধারক
- ঘ ইলেকট্রোলাইটিক ধারক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ইলেকট্রোলাইটিক ধারক
কম জায়গায় অধিক ধারকত্ব/চার্জ সঞ্চয়ে ইলেকট্রোলাইটিক ধারক ব্যবহৃত হয় (উচ্চ ক্ষমতা, ছোট আকার)। -
৫৩১
আধানের এসআই একক কী?
- ক ও'ম
- খ কুলম্ব
- গ জুল
- ঘ ফ্যারাড
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) কুলম্ব
আধানের এসআই একক কুলম্ব (C)। -
৫৩২
দুটি আহিত বস্তু পরস্পরের সাথে সংযুক্ত করলে আধানের প্রবাহ কোন দিকে হবে তা কোন বিষয়ের ওপর নির্ভর করে?
- ক আধানের পরিমাণ
- খ তড়িৎক্ষেত্র
- গ তড়িৎপ্রাবল্য
- ঘ তড়িৎবিভব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) তড়িৎবিভব
(দ্রষ্টব্য: প্রশ্নের শুরুতে ডুপ্লিকেট "গ গুচ্ছ" হেডার ও নম্বর টেক্সট মিশে গেছে) দুটি আহিত বস্তু সংযুক্ত করলে আধান সর্বদা উচ্চ বিভব থেকে নিম্ন বিভবের দিকে প্রবাহিত হয়, তাই প্রবাহের দিক নির্ভর করে তড়িৎবিভবের ওপর। -
৫৩৩
তড়িৎবিভবের একক কোনটি?
- ক জুল
- খ ভোল্ট
- গ ফ্যারাড
- ঘ হেনরি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ভোল্ট
তড়িৎবিভবের একক ভোল্ট (V)। -
৫৩৪
ইলেকট্রন ভোল্ট কীসের একক?
- ক আধান
- খ প্রাবল্য
- গ কাজ
- ঘ প্রবাহ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কাজ
ইলেকট্রন ভোল্ট (eV) হলো কাজ/শক্তির একক। -
৫৩৫
কুলম্বের সূত্রানুসারে কোনটি সঠিক নয়? দুটি বিন্দু চার্জ পরস্পরকে যে বলে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ করে তা চার্জদ্বয়ের-
- ক গুণফলের সমানুপাতিক
- খ মধ্যবর্তী দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক
- গ সংযোগ সরলরেখা বরাবর ক্রিয়া করে
- ঘ মধ্যবর্তী দূরত্বের বর্গের অর্ধেকের ব্যস্তানুপাতিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) মধ্যবর্তী দূরত্বের বর্গের অর্ধেকের ব্যস্তানুপাতিক
কুলম্বের সূত্র অনুযায়ী বল দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক (not অর্ধেকের ব্যস্তানুপাতিক) — তাই (ঘ)-এর বিবৃতিটি ভুল। -
৫৩৬
গ্রাম এককে একটি ইলেকট্রনের ভর কত?
- ক 2.6×10-19
- খ 9.1×10-31
- গ 9.1×10-19
- ঘ 9.1×10-28
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 9.1×10-28
ইলেকট্রনের ভর 9.1×10⁻³¹ kg = 9.1×10⁻²⁸ g (kg থেকে g-এ রূপান্তরে ১০০০ দিয়ে গুণ করতে হয়)। -
৫৩৭
একটি ক্যাপাসিটর কাজ করে-
- ক DC সার্কিটে
- খ AC ও DC উভয় সার্কিটে
- গ AC সার্কিটে
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) AC ও DC উভয় সার্কিটে
ধারক AC ও DC উভয় ধরনের বর্তনীতেই ব্যবহৃত হয় (চার্জিং/ডিসচার্জিং-এ DC-তে, ফিল্টারিং/কাপলিং-এ AC-তে)। -
৫৩৮
ইলেকট্রন ভোল্ট কিসের একক?
- ক কাজ
- খ চার্জ
- গ প্রাবল্য
- ঘ প্রবাহ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) কাজ
ইলেকট্রন ভোল্ট (eV) শক্তি বা কাজের একক — 1 V বিভব পার্থক্যে একটি ইলেকট্রন ত্বরিত হলে যে শক্তি পায়।
1 eV = 1.6 × 10−19 C × 1 V = 1.6 × 10−19 J
1 MeV = 1.6 × 10−13 J; পারমাণবিক ও নিউক্লীয় শক্তি সাধারণত eVMeV-এ প্রকাশ করা হয়। -
৫৩৯
কুলম্বের সূত্রানুসারে দুইটি আধানের মধ্যকার বল হচ্ছে
- ক (14π)·q1q2d2
- খ (14πε0)·q1q2d2
- গ (14πε0)·q12q22d2
- ঘ (14π)·q1q2d
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) (14πε0)·q1q2d2
কুলম্বের সূত্র: F = (14πε0)·q1q2d2 — বল আধান দুটির গুণফলের সমানুপাতিক ও দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক।
14πε0 = 9 × 109 N m2 C−2, ε0 = 8.854 × 10−12 C2 N−1 m−2 (শূন্য মাধ্যমের ভেদনযোগ্যতা)।
মাধ্যমে F = (14πε0εr)·q1q2d2, εr আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা (পানির ≈ 80)।
সমজাতীয় আধানে বিকর্ষণ, বিপরীত আধানে আকর্ষণ; বল নিউটনের তৃতীয় সূত্র মেনে চলে। -
৫৪০
তিনটি ধারকের শ্রেণীবদ্ধ বিন্যাসের মোট ধারকত্ব 1 μF। দুইটি ধারকের মান যথাক্রমে 2 μF ও 3 μF হলে তৃতীয়টির মান কত?
- ক 7 μF
- খ 6 μF
- গ 2.3 μF
- ঘ 3.2 μF
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 6 μF
এখানে, C1 = 2 μF, C2 = 3 μF, শ্রেণিতে তুল্য ধারকত্ব C = 1 μF
1C3 = 1C − 1C1 − 1C2 = 1 − 12 − 13 = 16
C3 = 6 μF
স্থির তড়িৎ নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।