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 ২৯/৩৭
-
৫৬১
নিম্নের কোনটি শূন্যস্থানের জন্য প্রযোজ্য? সমান ধারকত্বের 4 টি ধারকের সমান্তরাল সমবায়ে থাকাকালীন তুল্য ধারকত্ব, শ্রেণীবদ্ধ সমবায়ে থাকাকালীন তুল্য ধারকত্বের ---- গুণ।
- ক 13
- খ 14
- গ 23
- ঘ 116
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 116
এখানে, n = 4, প্রতিটির ধারকত্ব C
সমান্তরাল: Cp = nC = 4C; শ্রেণি: Cs = Cn = C4
CpCs = n2 = 16, অর্থাৎ শ্রেণি সমবায়ের তুল্য ধারকত্ব সমান্তরাল সমবায়ের 116 গুণ -
৫৬২
তড়িৎ সংক্রান্ত কোন সমীকরণটি সঠিক নয়?
- ক E = σε0
- খ F = qE
- গ E = 14πε0 · qr2
- ঘ F = 14πε0 · q1q2d
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) F = 14πε0 · q1q2d
কুলম্বের সূত্র F = 14πε0 · q1q2d2, দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক; d লিখলে ভুল।
বিন্দু আধানের ক্ষেত্র E = 14πε0 · qr2, আধানের উপর বল F = qE
অসীম আহিত সমতল পাতের ক্ষেত্র E = σ2ε0, পরিবাহীর পৃষ্ঠের বাইরে E = σε0
14πε0 = 9 × 109 Nm2C−2, ε0 = 8.854 × 10−12 C2N−1m−2 -
৫৬৩
আধান সংক্রান্ত নিম্নের কোন তথ্যটি সঠিক নয়?
- ক ঘর্ষণের ফলে চার্জ সৃষ্টি হয়
- খ e = 1.6 × 10−19 C
- গ ইলেকট্রনের ঘাটতি হচ্ছে ধনাত্মক চার্জ
- ঘ q = ±ne
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ঘর্ষণের ফলে চার্জ সৃষ্টি হয়
আধানের সংরক্ষণ নীতি: আধান সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না; ঘর্ষণে এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে ইলেকট্রন স্থানান্তরিত হয় মাত্র।
ইলেকট্রন হারালে বস্তু ধনাত্মক (ইলেকট্রনের ঘাটতি), পেলে ঋণাত্মক।
আধান কোয়ান্টায়িত: q = ±ne, e = 1.6 × 10−19 C
কাচদণ্ড রেশমে ঘষলে কাচ ধনাত্মক, রেশম ঋণাত্মক হয়। -
৫৬৪
সমান ধারকত্বের দুটি ধারকের সমান্তরাল সংযোজনী ধারকত্ব শ্রেণীবদ্ধ ধারকত্বের কতগুণ?
- ক সমান
- খ চারগুণ
- গ তিনগুণ
- ঘ দ্বিগুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) চারগুণ
এখানে, C1 = C2 = C
সমান্তরাল: Cp = C1 + C2 = 2C; শ্রেণি: Cs = C1C2C1 + C2 = C2
CpCs = 2C ÷ C2 = 4 গুণ
শর্টকাট: n টি সমান ধারকে Cp = nC, Cs = Cn, তাই CpCs = n2 (এখানে 22 = 4)। -
৫৬৫
বায়ুতে এক কুলম্বের দুটি আধান পরস্পর থেকে 1 km ব্যবধানে থাকলে এদের মধ্যস্থিত বল (N) নিম্নের কোনটি?
- ক 9 × 103
- খ 9 × 105
- গ 6 × 103
- ঘ 10 × 102
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 9 × 103
এখানে, q1 = q2 = 1 C, d = 1 km = 1000 m, 14πε0 = 9 × 109 Nm2C−2
F = (14πε0) · q1q2d2 = 9 × 109 × 1 × 1(1000)2 = 9 × 109106 = 9 × 103 N -
৫৬৬
একটি পরিবাহকের ধারকত্ব 40 F, এতে কত আধান প্রদান করলে বিভব 8 V হবে?
- ক 328
- খ 300
- গ 308
- ঘ 320
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 320
এখানে, C = 40 F, V = 8 V
ধারকত্বের সংজ্ঞা C = QV, তাই Q = CV = 40 × 8 = 320 C
1 F = 1 C V−1: 1 V বিভব বাড়াতে 1 C আধান লাগলে ধারকত্ব 1 F। -
৫৬৭
আকর্ষণ বিকর্ষণ বল (F) সংক্রান্ত নিম্নের কোনটি সঠিক নয়?
- ক F = (14πε0) · q1q2d2
- খ F = (14πε0K) · q1q2d2
- গ F = qE
- ঘ F = (14πε0) · d2q1q2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) F = (14πε0) · d2q1q2
কুলম্বের সূত্র: শূন্যস্থানে F = (14πε0) · q1q2d2, যেখানে 14πε0 = 9 × 109 Nm2C−2।
K পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবকের মাধ্যমে F = (14πε0K) · q1q2d2, মাধ্যমে বল K গুণ কমে।
তড়িৎক্ষেত্র E-তে q আধানের উপর বল F = qE।
বল দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক ও আধানের গুণফলের সমানুপাতিক, তাই F = (14πε0) · d2q1q2 সঠিক নয়। -
৫৬৮
নিম্নের কোনটি সঠিক নয়? দুটি বিপরীত জাতীয় আধানের মধ্যবর্তী আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বলের মান নির্ভর করে-
- ক আধান দুটির পরিমাণের উপর
- খ আধান দুটির মধ্যবর্তী দূরত্বের উপর
- গ আধান দুটি যে মাধ্যমে অবস্থিত তার প্রকৃতির উপর
- ঘ কোনটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কোনটিই নয়
কুলম্বের সূত্র F = (14πε0K) · q1q2d2 অনুযায়ী দুই আধানের মধ্যবর্তী বল নির্ভর করে আধান দুটির পরিমাণের (q1q2) উপর, মধ্যবর্তী দূরত্বের 1d2 উপর এবং মাধ্যমের প্রকৃতির (K) উপর।
তিনটি নির্ভরশীলতাই সঠিক, তাই "কোনটিই নয়", কোনো অপশনই ভুল নয়।
বল আধান দুটির সংযোগ রেখা বরাবর ক্রিয়া করে; সমজাতীয় হলে বিকর্ষণ, বিপরীত হলে আকর্ষণ। -
৫৬৯
নিম্নের অন্তরক পদার্থসমূহের মধ্যে কোনটির আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা সঠিক নয়? (অন্তরক পদার্থ — আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা)
- ক শূন্যস্থান — 1.0
- খ পানি — 80.0
- গ বায়ু — 2.005
- ঘ ইবোনাইট — 2.8
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বায়ু — 2.005
আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা (পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক) K = εε0 = মাধ্যমে ধারকত্ব/শূন্যস্থানে ধারকত্ব, একক নেই।
শূন্যস্থান 1, বায়ু 1.0006 (প্রায় 1), ইবোনাইট 2.8, কাচ 5–10, মাইকা 6, পানি 80 (বেশি হওয়ায় পানি ভালো দ্রাবক)।
বায়ুর আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা 2.005 নয়, 1.0006, তাই এটি সঠিক নয়।
মাধ্যমে কুলম্ব বল ও তড়িৎক্ষেত্র K গুণ কমে, ধারকত্ব K গুণ বাড়ে। -
৫৭০
কোনটা তড়িৎ বলরেখার ধর্ম নয়?
- ক দুটি বলরেখা কখনো পরস্পরকে ছেদ করে না
- খ তড়িৎ বলরেখা খোলা বক্রাকার
- গ বলরেখা ধনাত্মক পরিবাহকের পৃষ্ঠের সাথে লম্ব ভাবে প্রবেশ করে
- ঘ তড়িৎ বলরেখা ধনাত্মক আধান থেকে বের হয়ে ঋণাত্মক আধানে শেষ হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বলরেখা ধনাত্মক পরিবাহকের পৃষ্ঠের সাথে লম্ব ভাবে প্রবেশ করে
তড়িৎ বলরেখা ধনাত্মক আধানযুক্ত পরিবাহকের পৃষ্ঠ থেকে লম্বভাবে বের হয় এবং ঋণাত্মক আধানযুক্ত পরিবাহকের পৃষ্ঠে লম্বভাবে প্রবেশ করে।
ধর্ম: ধনাত্মক আধানে শুরু, ঋণাত্মক আধানে শেষ (খোলা বক্ররেখা, বদ্ধ নয়); দুটি বলরেখা পরস্পরকে ছেদ করে না (ছেদ করলে এক বিন্দুতে ক্ষেত্রের দুটি দিক হতো); বলরেখা দৈর্ঘ্য বরাবর সংকুচিত হতে চায় ও প্রস্থ বরাবর পরস্পরকে বিকর্ষণ করে।
বলরেখার ঘনত্ব ক্ষেত্র প্রাবল্যের সমানুপাতিক; পরিবাহকের ভেতরে বলরেখা থাকে না।
চৌম্বক বলরেখা এর বিপরীতে বদ্ধ বক্ররেখা। -
৫৭১
12 কুলম্ব চার্জকে একস্থান হতে অন্য স্থানে আনতে কত কাজ করতে হবে যদি বিভব পার্থক্য 500 volt হয়?
- ক 6 × 106 আর্গ
- খ 6 × 1010 আর্গ
- গ 6 × 108 আর্গ
- ঘ 6 × 105 আর্গ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 6 × 1010 আর্গ
এখানে, q = 12 C, V = 500 V
বিভব পার্থক্যের সংজ্ঞা V = Wq, তাই W = qV = 12 × 500 = 6000 J
1 J = 107 erg, তাই W = 6 × 103 × 107 = 6 × 1010 erg -
৫৭২
নিম্নের কোনটা সত্য নয়?
- ক তড়িৎ বলরেখা গুলো স্থিতিস্থাপক বস্তুর ন্যায় প্রস্থ বরাবর সংকুচিত হয়
- খ গ্রীক দার্শনিক থেলিস সর্বপ্রথম পর্যবেক্ষণ করেন যে, সোলেমানি পাথরকে রেশমি কাপড় দিয়ে ঘষলে এগুলো ছোট ছোট কাগজের টুকরোকে আকর্ষণ করতে পারে
- গ বিকর্ষণই তড়িৎগ্রস্ততার নিশ্চিত প্রমাণ
- ঘ কুলম্বের সূত্র অনুযায়ীঃ দুইটা আধানের মধ্যবর্তী আকর্ষণ বিকর্ষণ বলের মান আধানদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্বের উপর নির্ভর করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তড়িৎ বলরেখা গুলো স্থিতিস্থাপক বস্তুর ন্যায় প্রস্থ বরাবর সংকুচিত হয়
তড়িৎ বলরেখা স্থিতিস্থাপক সুতার ন্যায় দৈর্ঘ্য বরাবর সংকুচিত হতে চায় (এতে বিপরীত আধানের আকর্ষণ ব্যাখ্যা হয়) এবং প্রস্থ বরাবর পরস্পরকে বিকর্ষণ করে বা পার্শ্বচাপ দেয় (সমধর্মী আধানের বিকর্ষণ)।
খ্রিস্টপূর্ব 600 অব্দে গ্রিক দার্শনিক থেলিস দেখেন, সোলেমানি পাথর (অ্যাম্বার) রেশমি কাপড়ে ঘষলে হালকা কাগজের টুকরা আকর্ষণ করে।
আকর্ষণ অনাহিত বস্তুও করতে পারে, তাই বিকর্ষণই তড়িৎগ্রস্ততার নিশ্চিত প্রমাণ।
কুলম্বের সূত্র: F = (14πε0) × q1q2r2, বল দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক। -
৫৭৩
একটি পরিবাহকের ধারকত্ব 40 F। এতে কত আধান প্রদান করলে বিভব হবে 8 V?
- ক 330 C
- খ 310 C
- গ 300 C
- ঘ 320 C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 320 C
এখানে, C = 40 F, V = 8 V
ধারকত্বের সংজ্ঞা C = QV, তাই Q = CV = 40 × 8 = 320 C
1 F = 1 C V−1: 1 V বিভব বাড়াতে 1 C আধান লাগলে ধারকত্ব 1 F। -
৫৭৪
কোনটি সত্য নয়?
- ক বৈদ্যুতিক প্রাবল্য = চার্জ/দূরত্ব2
- খ 1 কুলম্ব = 3 × 109 ই এস ইউ চার্জ
- গ বিভব = চার্জ/কাজ
- ঘ 1 ভোল্ট = 108 ই এম ইউ বিভব
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বিভব = চার্জ/কাজ
তড়িৎ বিভব V = কাজ/আধান = Wq (একক J C−1 = V), আধান/কাজ নয়; 1 V = 1 J C−1।
তড়িৎ প্রাবল্য E = Fq; CGS-এ বিন্দু আধানের জন্য E = qd2 (SI-তে E = q4πε0d2), একক N C−1 বা V m−1।
এককের সম্পর্ক: 1 C = 3 × 109 esu (স্ট্যাটকুলম্ব) = 0.1 emu (অ্যাবকুলম্ব); 1 V = 108 emu (অ্যাবভোল্ট) = 1300 esu (স্ট্যাটভোল্ট)।
1 esu আধান: বায়ুতে 1 cm দূরে সমান আধানের উপর 1 dyn বল প্রয়োগ করে। -
৫৭৫
প্রবেশ্যতার একক কি?
- ক C2N-m2
- খ CN-m2
- গ C2N2-m
- ঘ CN2-m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) C2N-m2
প্রবেশ্যতা বা ভেদনযোগ্যতা ε: কুলম্বের সূত্র F = (14πε) × q1q2r2 থেকে ε = q1q24πFr2।
একক C2N·m2 বা Fm (ফ্যারাড/মিটার); মাত্রা M−1L−3T4I2।
শূন্যস্থানে ε0 = 8.854 × 10−12 C2N−1m−2; 14πε0 = 9 × 109 N·m2C2; εr = εε0 মাত্রাহীন। -
৫৭৬
নিম্নের কোনটি ধারকের ব্যবহারিক রূপ নয়?
- ক পরিবর্তনীয় ধারক
- খ অভ্র ধারক
- গ কাগজ ধারক
- ঘ তড়িৎ আবেশ ধারক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) তড়িৎ আবেশ ধারক
ধারকের ব্যবহারিক রূপ: পরিবর্তনীয় (বায়ু) ধারক, অভ্র ধারক, কাগজ ধারক, সিরামিক ধারক ও তড়িৎ বিশ্লেষ্য (ইলেকট্রোলাইটিক) ধারক।
পরিবর্তনীয় ধারক রেডিওর টিউনিং-এ, তড়িৎ বিশ্লেষ্য ধারক বড় ধারকত্বের জন্য ফিল্টার বর্তনীতে ব্যবহৃত হয়।
সমান্তরাল পাত ধারকের ধারকত্ব C = ε0εrAd; ধারকত্ব বাড়াতে পাতের ক্ষেত্রফল বাড়ানো, দূরত্ব কমানো বা ডাই-ইলেকট্রিক ব্যবহার করা হয়।
তড়িৎ আবেশ ধারক নামে কোনো ব্যবহারিক ধারক নেই; তড়িৎ আবেশ হলো ধারকে আধান জমার নীতি। -
৫৭৭
একটি গোলকীয় তলে ক্ষেত্রফল 100 m2। উক্ত তলে 500 C চার্জ প্রদান করা হলে চার্জের তল ঘনত্ব কত?
- ক 0.20 C/m2
- খ 0.50 C/m2
- গ 5.00 C/m2
- ঘ 2.50 C/m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5.00 C/m2
এখানে, A = 100 m2, Q = 500 C
তল আধান ঘনত্ব σ = QA = 500100 = 5 C m−2
তল ঘনত্ব মানে একক ক্ষেত্রফলে আধান; গোলকের ক্ষেত্রফল A = 4πr2 হলে σ = Q4πr2।
পরিবাহীর তলের কাছে তড়িৎ প্রাবল্য E = σε0, তাই σ বেশি হলে (সূঁচালো প্রান্তে) প্রাবল্য বেশি। -
৫৭৮
তরল বেনজিনের পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক কত?
- ক 2.20 εr
- খ 2.28 εr
- গ 22.8 εr
- ঘ 2.08 εr
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2.28 εr
পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক (আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা) εr = εε0 = CC0, মাত্রাহীন, একক নেই।
তরল বেনজিনের εr = 2.28 (20°C-এ)।
অন্যান্য মান: বায়ু 1.0006, কাগজ 3.5, কাচ 5 থেকে 10, অভ্র 6, পানি 80, ধাতু ∞।
পরাবৈদ্যুতিক পদার্থ ঢুকালে ধারকত্ব εr গুণ বাড়ে, ক্ষেত্র প্রাবল্য εr গুণ কমে। -
৫৭৯
কোন বিজ্ঞানী বৈদ্যুতিক আবেশ আবিষ্কার করেন?
- ক বেঞ্জামিন ফ্রাঙ্কলিন
- খ ডুফে
- গ থেলস
- ঘ স্টিফেন গ্রে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) স্টিফেন গ্রে
1729 সালে ইংরেজ বিজ্ঞানী স্টিফেন গ্রে পরিবাহী ও অপরিবাহীর পার্থক্য দেখান এবং স্পর্শ ছাড়াই কাছাকাছি আনলে বস্তু আহিত হওয়া, অর্থাৎ তড়িৎ আবেশ, আবিষ্কার করেন।
থেলস (খ্রি.পূ. 600) অ্যাম্বার ঘষে হালকা বস্তুকে আকর্ষণ করতে দেখেন; ডুফে (1733) দুই ধরনের তড়িৎ (কাচ-তড়িৎ ও রজন-তড়িৎ) শনাক্ত করেন; বেঞ্জামিন ফ্রাঙ্কলিন ধনাত্মক ও ঋণাত্মক নামকরণ করেন।
তড়িৎ আবেশ: আহিত বস্তুর কাছে অনাহিত পরিবাহী আনলে নিকট প্রান্তে বিপরীত ও দূর প্রান্তে সমজাতীয় চার্জ সৃষ্টি হয়। -
৫৮০
কোনটির ওপর আবিষ্ট চার্জ নির্ভর করে না?
- ক আবিষ্ট বস্তুর প্রকৃতি
- খ আবিষ্ট বস্তুর ক্ষেত্রফল
- গ আবেশী চার্জের পরিমাণ
- ঘ আবিষ্ট বস্তুর ওজন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) আবিষ্ট বস্তুর ওজন
তড়িৎ আবেশ: আহিত বস্তুকে অনাহিত পরিবাহীর কাছে আনলে নিকট প্রান্তে বিপরীত ও দূর প্রান্তে সমজাতীয় আধান উৎপন্ন হয়।
আবিষ্ট আধানের পরিমাণ নির্ভর করে, আবেশী আধানের পরিমাণ (বেশি হলে বেশি), আবেশী ও আবিষ্ট বস্তুর দূরত্ব (কাছে হলে বেশি), আবিষ্ট বস্তুর প্রকৃতি/উপাদান (পরিবাহিতা), আবিষ্ট বস্তুর ক্ষেত্রফল ও আকার, মধ্যবর্তী মাধ্যমের প্রকৃতি (পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক)।
আবিষ্ট বস্তুর ওজন বা ভরের সাথে আবিষ্ট আধানের কোনো সম্পর্ক নেই।
আবিষ্ট আধান কখনো আবেশী আধানের চেয়ে বেশি হয় না; ফ্যারাডের বরফপাত্র পরীক্ষায় সমান পাওয়া যায়।
স্থির তড়িৎ নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।