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 ৩০/৩৭
-
৫৮১
গ্রিক দার্শনিক থেলিস কত সালে বিদ্যুৎ প্রথম লক্ষ্য করেন?
- ক 700 খ্রিষ্টপূর্বাব্দ
- খ 650 খ্রিষ্টপূর্বাব্দ
- গ 600 খ্রিষ্টপূর্বাব্দ
- ঘ 750 খ্রিষ্টপূর্বাব্দ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 600 খ্রিষ্টপূর্বাব্দ
খ্রিষ্টপূর্ব 600 অব্দে গ্রিক দার্শনিক থেলিস (মাইলেটাসের) প্রথম লক্ষ করেন, অ্যাম্বার পশম দিয়ে ঘষলে তা খড়কুটো, পালকের মতো হালকা বস্তুকে আকর্ষণ করে। এটিই ঘর্ষণজনিত স্থির বিদ্যুতের প্রথম পর্যবেক্ষণ।
অ্যাম্বারের গ্রিক নাম 'ইলেকট্রন' থেকে 'ইলেকট্রিসিটি' শব্দের উৎপত্তি; 1600 সালে গিলবার্ট 'ইলেকট্রিক' শব্দ প্রবর্তন করেন।
থেলিস চুম্বক পাথরের (লোডস্টোন) লোহা আকর্ষণের কথাও উল্লেখ করেন। -
৫৮২
গ্রিক দার্শনিক থেলিস কত সালে বিদ্যুৎ প্রথম লক্ষ করেন?
- ক 700 খৃষ্টপূর্বাব্দে
- খ 750 খৃষ্টপূর্বাব্দে
- গ 600 খৃষ্টপূর্বাব্দে
- ঘ 650 খৃষ্টপূর্বাব্দে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 600 খৃষ্টপূর্বাব্দে
খ্রিষ্টপূর্ব 600 অব্দে গ্রিক দার্শনিক থেলিস লক্ষ করেন, অ্যাম্বার (সোনামুখী পাথর) পশমে ঘষলে তা হালকা বস্তু (খড়কুটো, পালক) আকর্ষণ করে; এটিই মানুষের প্রথম বিদ্যুৎ পর্যবেক্ষণ।
গ্রিক ভাষায় অ্যাম্বারকে বলে 'ইলেকট্রন', সেখান থেকেই 'ইলেকট্রিসিটি' শব্দটি এসেছে।
ঘর্ষণে উৎপন্ন এই আধানকে বলে স্থির বিদ্যুৎ; গিলবার্ট (1600) 'ইলেকট্রিক' শব্দটি প্রথম ব্যবহার করেন, ডু ফে দুই ধরনের আধান (ধনাত্মক ও ঋণাত্মক) শনাক্ত করেন। -
৫৮৩
বরফের পরাবৈদ্যুতিক (Dielectric) ধ্রুবক কত?
- ক 4
- খ 5
- গ 2
- ঘ 3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 4
পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক κ = εε0 = CC0, শূন্যস্থানের তুলনায় কোনো মাধ্যমের ভেদনযোগ্যতার অনুপাত, একক নেই, মাত্রাহীন।
পাঠ্যবইয়ের সারণি অনুযায়ী বরফের পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক 4; বায়ুর 1.0006, কাগজের 2–3.5, প্যারাফিনের 2.1, রাবারের 2–3, অ্যাম্বারের 2.7, মাইকার 3–6, কাচের 5–10, পানির 80।
দুটি চার্জের মধ্যে পরাবৈদ্যুতিক মাধ্যম রাখলে বল κ গুণ কমে (F = q1q24πε0κr2), ধারকের ধারকত্ব κ গুণ বাড়ে। -
৫৮৪
নিম্নের কোনটিকে প্রবেশ্যতার একক ধরা হয় না?
- ক কুলম্ব/ভোল্ট-মিটার
- খ ফ্যারেড/মিটার
- গ কুলম্ব2/নিউটন-মিটার2
- ঘ কুলম্ব/মিটার2-নিউটন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কুলম্ব/মিটার2-নিউটন
কুলম্বের সূত্র F = q1q24πεr2 থেকে ε = q1q24πFr2, তাই প্রবেশ্যতার একক C2N−1m−2 (কুলম্ব2/নিউটন-মিটার2)।
ধারকত্ব C = εAd থেকে ε = CdA, একক F m−1 (ফ্যারাড/মিটার); আবার F = CV, তাই CV·m (কুলম্ব/ভোল্ট-মিটার)-ও প্রবেশ্যতার একক।
কুলম্ব/মিটার2-নিউটন (C m−2 N−1) প্রবেশ্যতার একক নয়।
ε0 = 8.854 × 10−12 C2N−1m−2, মাত্রা M−1L−3T4I2; আপেক্ষিক প্রবেশ্যতা εr = εε0 মাত্রাহীন। -
৫৮৫
নিচের কোনটি শক্তির সমীকরণ নয়?
- ক 12 Q2C
- খ 12 QC2
- গ 12 CV2
- ঘ 12 QV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 12 QC2
আহিত ধারকের সঞ্চিত শক্তি U = (12)QV = (12)CV2 = Q22C, তিনটি রূপ একই, কারণ Q = CV।
(12)QC2 রাশির মাত্রা শক্তির নয়, QC2 = VC, শক্তির একক J নয়।
শক্তি ধারকের পাতদ্বয়ের মধ্যবর্তী তড়িৎ ক্ষেত্রে সঞ্চিত থাকে; শক্তি ঘনত্ব u = (12)ε0E2। ব্যাটারি সংযুক্ত রেখে (V স্থির) C বাড়ালে U বাড়ে, ব্যাটারি খুলে (Q স্থির) C বাড়ালে U কমে। -
৫৮৬
± 5 μC চার্জ দুটিকে 4 mm ব্যবধানে রেখে একটি তড়িৎ দ্বিমেরু গঠন করা হলো। দ্বিমেরুটিকে 2×104 N C-1 প্রাবল্যের তড়িৎক্ষেত্রে লম্বভাবে স্থাপন করা হলো। দ্বিমেরুটিকে তড়িৎক্ষেত্রে লম্বভাবে স্থাপন করতে কত টর্কের প্রয়োজন হবে?
- ক 6×10-4 Nm
- খ 4×10-4 Nm
- গ 2×10-4 Nm
- ঘ 1.2×10-4 Nm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4×10-4 Nm
ক্ষেত্রে লম্বভাবে (θ=90°) স্থাপনে প্রয়োজনীয় টর্ক τ=pE sinθ=pE=2×10⁻⁸×2×10⁴=4×10⁻⁴ N·m। -
৫৮৭
নিচের বর্তনীর আলোকে প্রশ্নের উত্তর দাও।
বর্তনীর তুল্য ধারকত্ব কত হবে?- ক 8.33×10-6 F
- খ 83.3×10-6 F
- গ 833.3×10-6 F
- ঘ 8333.3×10-6 F
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 83.3×10-6 F
C₁(100μF) শ্রেণিতে (C₂∥C₃=200+300=500μF)। C_eq=(100×500)/(100+500)=83.33μF=83.3×10⁻⁶F। -
৫৮৮
দুটি সমান চার্জের মধ্যবর্তী দূরত্ব অর্ধেক করা হলে এবং চার্জ দুটির মান কমিয়ে অর্ধেক করা হলে বলের মান-
- ক অর্ধেক হবে
- খ দ্বিগুণ হবে
- গ অপরিবর্তিত থাকবে
- ঘ চারগুণ হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অপরিবর্তিত থাকবে
F=kq²/r²। q ও r উভয়ই অর্ধেক করলে নতুন F′=k(q/2)²/(r/2)²=k·(q²/4)/(r²/4)=kq²/r²=F — বল অপরিবর্তিত থাকবে। -
৫৮৯
একটি বিচ্ছিন্ন ধনাত্মক আধানের বলরেখাগুলো-
- ক লম্বভাবে বহির্মুখী
- খ বামাবর্তী
- গ লম্বভাবে অন্তর্মুখী
- ঘ দক্ষিণাবর্তী
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) লম্বভাবে বহির্মুখী
(দ্রষ্টব্য: এই প্রশ্নের সাথে যুক্ত স্টিমুলাসটি ভিন্ন প্রশ্নের — উপেক্ষণীয়) একটি বিচ্ছিন্ন ধনাত্মক আধানের বলরেখাগুলো আধান থেকে লম্বভাবে বাইরের দিকে (বহির্মুখী) নির্গত হয়। -
৫৯০
একটি বর্গক্ষেত্রের দুটি বিপরীত শীর্ষে Q চার্জ স্থাপন করা হয়। অপর দুটি শীর্ষে এ চার্জ স্থাপন করা হয়। Q চার্জের যে কোনোটির উপর যদি লব্ধি বৈদ্যুতিক বল শূন্য হয়, তাহলে Q/q এর মান কত?
- ক -1
- খ 1
- গ -1√(2)
- ঘ -2√(2)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) -2√(2)
বর্গক্ষেত্রের দুই বিপরীত শীর্ষে Q ও অপর দুই বিপরীত শীর্ষে q চার্জ থাকলে Q-এর ওপর লব্ধি বল শূন্য হওয়ার শর্তে (কর্ণ বরাবর Q-Q বিকর্ষণ এবং বাহু বরাবর দুই q-এর সম্মিলিত আকর্ষণ/বিকর্ষণ সাম্যাবস্থায়) গাণিতিকভাবে পাওয়া যায় Q/q = −2√2। -
৫৯১
যদি তড়িৎক্ষেত্রের প্রাবল্য + X-অক্ষ বরাবর ক্রিয়া করে এবং এর মান E = c x2 হয়, যেখানে c= ধ্রুবক, তবে তড়িৎ বিভব V-
- ক -2 c x
- খ 2 c x
- গ -c x3/3
- ঘ c x3/3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) -c x3/3
V=−∫E dx=−∫cx²dx=−cx³/3 (+ ধ্রুবক, শূন্য ধরে)। -
৫৯২
একটি দ্বিপোলের জন্য তড়িৎপ্রাবল্য নিম্নরূপে পরিবর্তিত হয়-
- ক r-1
- খ r-2
- গ r-3
- ঘ r-4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) r-3
(দ্রষ্টব্য: স্টিমুলাসটি প্রকৃতপক্ষে ভিন্ন প্রশ্নাংশের অবশিষ্টাংশ) তড়িৎ দ্বিমেরুর ক্ষেত্রে (দূরবর্তী বিন্দুতে) তড়িৎপ্রাবল্য E∝r⁻³ হারে পরিবর্তিত হয়। -
৫৯৩
একটি সমান্তরাল পাত ধারককে চার্জিত করার পর ব্যাটারি খুলে ফেলা হলো। এ অবস্থায় ধারকটিতে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ U0 পাত দুটির দূরত্ব যদি দ্বিগুণ করা হয়, তবে ধারকে সঞ্চিত শক্তি কত গুণ হবেঢা?
- ক U02
- খ U04
- গ 2U0
- ঘ 4 U0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2U0
ব্যাটারি খোলার পর Q স্থির থাকে। C∝1/d, তাই d দ্বিগুণ হলে C অর্ধেক হয়। U=Q²/2C — Q স্থির, C অর্ধেক হওয়ায় U দ্বিগুণ হবে (2U₀)। -
৫৯৪
a দৈর্ঘ্যবিশিষ্ট দুটি বর্গাকার পাত দিয়ে গঠিত ধারক যার পাত দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব d এবং d<<<a । ধারকের সমস্ত রৈখিক মাত্রা তিনগুণ করা হলে ধারকত্ব কতগুণ পরিবর্তন হবে?
- ক 13
- খ 1
- গ 3
- ঘ 9
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3
C=ϵ₀a²/d। সব রৈখিক মাত্রা ৩ গুণ করলে (a→3a, d→3d): C′=ϵ₀(3a)²/(3d)=3×(ϵ₀a²/d)=3C। -
৫৯৫
পাত দূরত্ব d এবং ধারকত্ব c , এমন একটি সমান্তরাল পাত ধারকের পাত দুটির মধ্যখানে d/2 পুরুত্ববিশিষ্ট একটি ধাতব পাত স্থাপন করা হলো। নতুন ধারকত্ব কত হবে?
- ক c\d
- খ c\2
- গ 4 cd
- ঘ 2 c
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2 c
পাত দুটির মাঝে d/2 পুরুত্বের ধাতব পাত বসালে কার্যকরী ফাঁক কমে d/2 হয়ে যায় (ধাতুর ভেতরে ক্ষেত্র শূন্য), তাই C′=ϵ₀A/(d/2)=2ϵ₀A/d=2C। -
৫৯৬
পাত-দূরত্ব d এবং ধারকত্ব C, এমন একটি সমান্তরাল পাত-ধারকের পাত দুটির মাঝখানে 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
পাতদ্বয়ের মাঝে d2 পুরুত্বের ধাতব পাত বসালে কার্যকর বায়ু-ফাঁক অর্ধেক হয়ে যায় (Cnew=ε0Ad−t, এখানে t=d2 হওয়ায় হর =d2)। ফলে ধারকত্ব দ্বিগুণ হয়ে 2C হয়। -
৫৯৭
a দৈর্ঘ্য বিশিষ্ট দুটি বর্গাকার পাত দিয়ে গঠিত ধারক যার পাত দুটির মধ্যবর্তী দূরত্ব d এবং d ≪ a। ধারকের সমস্ত রৈখিক মাত্রা তিনগুণ করা হলে ধারকত্ব কতগুণ পরিবর্তন হবে?
- ক 13
- খ 1
- গ 3
- ঘ 9
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3
C=ε0a2d। সব রৈখিক মাত্রা 3 গুণ করলে C′=ε0(3a)23d=3×ε0a2d=3C। -
৫৯৮
একটি ইলেকট্রনকে V বিভব পার্থক্যের মধ্যে রাখলে, ইলেকট্রনের বেগ v ও প্রযুক্ত বিভব পার্থক্যের মধ্যে সম্পর্ক কোনটি?
- ক v = eVm
- খ v = 2eVm
- গ v = eV2m
- ঘ v = ½mV2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) v = 2eVm
বিভব পার্থক্যের কাজ গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়: eV=12mv2⇒v=2eVm। -
৫৯৯
একটি সমান্তরাল পাত ধারককে চার্জিত করার পর ব্যাটারি খুলে ফেলা হলো। এ অবস্থায় ধারকটিতে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ U0। পাত দুটির দূরত্ব যদি দ্বিগুণ করা হয়, তবে ধারকে সঞ্চিত শক্তি কত হবে?
- ক U02
- খ U04
- গ 2U0
- ঘ 4U0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2U0
ব্যাটারি বিচ্ছিন্ন থাকায় চার্জ Q ধ্রুব থাকে। U=Q22C এবং C∝1d; d দ্বিগুণ হলে C′=C2, ফলে U′=Q22C′=2×Q22C=2U0। -
৬০০
যদি তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য +x অক্ষ বরাবর ক্রিয়া করে এবং এর মান E = cx2 হয়, যেখানে c = ধ্রুবক, তবে তড়িৎ বিভব V = ?
- ক −cx3
- খ cx3
- গ −cx33
- ঘ cx33
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) −cx33
E=−dVdx=cx2⇒dV=−cx2 dx। উভয়পাশে ইন্টিগ্রেট করে (x=0-এ V=0 ধরে) পাই V=−cx33।
স্থির তড়িৎ নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।