তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ৪র্থ অধ্যায়। এখানে ৬৬৫টি 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
যদি কোনো চৌম্বক ক্ষেত্রের অভিমুখের সাথে সমকোণে 1 কুলম্ব চার্জ 1 ms−1 বেগে গতিশীল হয় এবং 1 N বল অনুভব করে তবে ওই চৌম্বক ক্ষেত্রের মানকে কী বলে?
- ক 1 ওয়েবার
- খ 1 টেসলা
- গ 1 গাউস
- ঘ 1 অ্যাম্পিয়ার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1 টেসলা
চৌম্বক ক্ষেত্রে গতিশীল আধানের ওপর ক্রিয়াশীল বল F = qvB sinθ। এখানে ক্ষেত্রের অভিমুখের সাথে সমকোণে (θ = 90°, sinθ = 1) q = 1 কুলম্ব চার্জ v = 1 ms−1 বেগে গতিশীল হয়ে F = 1 N বল অনুভব করছে। সুতরাং, 1 = 1 × 1 × B × 1 থেকে B = 1। এই শর্তে ক্ষেত্রের মানকে 1 টেসলা বলা হয় — অর্থাৎ 1 টেসলা হলো সেই চৌম্বক ক্ষেত্র যেখানে 1 কুলম্ব চার্জ ক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে 1 ms−1 বেগে চললে 1 N বল অনুভব করে। উত্তর: খ -
৩৮২
চৌম্বক বলরেখার ধর্ম হলো
(i) বলরেখাগুলো বন্ধ বক্ররেখা
(ii) বলরেখাগুলো পরস্পরকে ছেদ করে না
(iii) বলরেখাগুলো উত্তর মেরু হতে দক্ষিণ মেরুর দিকে যায়
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
চৌম্বক বলরেখার ধর্ম: (i) এরা সর্বদা বদ্ধ বক্ররেখা, কোনো মুক্ত প্রান্ত থাকে না — সত্য। (ii) দুটি বলরেখা কখনো পরস্পরকে ছেদ করে না, কারণ ছেদবিন্দুতে ক্ষেত্রের দুটি ভিন্ন দিক দেখানো অসম্ভব — সত্য। (iii) চুম্বকের বাইরে বলরেখাগুলো উত্তর মেরু থেকে বের হয়ে দক্ষিণ মেরুতে প্রবেশ করে এবং চুম্বকের ভেতর দিয়ে দক্ষিণ মেরু থেকে উত্তর মেরুতে ফিরে গিয়ে লুপ সম্পূর্ণ করে — প্রচলিত অর্থে সত্য। সুতরাং তিনটি ধর্মই সঠিক। উত্তর: ঘ -
৩৮৩
দুটি তড়িৎবাহী তারে I1 এবং I2 প্রবাহ বিপরীত দিকে প্রবাহিত হচ্ছে। এরা
- ক কোনো বল অনুভব করে না
- খ এরা পরস্পর আকর্ষণ অনুভব করবে
- গ এরা পরস্পর বিকর্ষণ অনুভব করবে
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এরা পরস্পর বিকর্ষণ অনুভব করবে
অ্যাম্পিয়ারের সূত্র অনুযায়ী, একমুখী প্রবাহবাহী দুটি সমান্তরাল তার পরস্পরকে আকর্ষণ করে, আর বিপরীতমুখী প্রবাহবাহী তার পরস্পরকে বিকর্ষণ করে। এখানে I1 ও I2 বিপরীত দিকে প্রবাহিত হচ্ছে, তাই তার দুটি পরস্পর বিকর্ষণ বল অনুভব করবে (FL = μ0I1I22πd, তবে দিক বিকর্ষণমুখী)। উত্তর: গ -
৩৮৪
লরেঞ্জ বল হচ্ছে
- ক qE
- খ q(v × B)
- গ q(E + v × B)
- ঘ q(E × v × B)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) q(E + v × B)
তড়িৎ ও চৌম্বক উভয় ক্ষেত্রে একসাথে থাকা কোনো গতিশীল আধানের ওপর তড়িৎ ক্ষেত্রের কারণে বল qE এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের কারণে বল q(v × B) ক্রিয়া করে। এই দুই বলের লব্ধিকেই লরেঞ্জ বল বলা হয়, F = q(E + v × B)। উত্তর: গ -
৩৮৫
চৌম্বক ক্ষেত্র B-তে v বেগে গতিশীল একটি আধান q-এর ওপর ক্রিয়াশীল বল F।
- ক F = q(v × B)
- খ F = q(v · B)
- গ F = q(vB)
- ঘ F = v(q · B)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) F = q(v × B)
শুধু চৌম্বক ক্ষেত্র B-এ v বেগে গতিশীল আধান q-এর ওপর ক্রিয়াশীল বল হলো F = q(v × B), অর্থাৎ v ও B-এর ভেক্টর গুণজ। এটি স্কেলার গুণজ (v · B) নয়, কারণ স্কেলার গুণজের ফল একটি স্কেলার রাশি হয়, বল কখনো স্কেলার হতে পারে না। উত্তর: ক -
৩৮৬
একটি তড়িৎবাহী কুণ্ডলীকে কোনো সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রে রাখলে কুণ্ডলীটি একটি টর্ক অনুভব করে। এই টর্কের মান
(i) চৌম্বক ক্ষেত্রের সমানুপাতিক
(ii) কুণ্ডলীর প্রবাহমাত্রার সমানুপাতিক
(iii) কুণ্ডলীর ক্ষেত্রফলের ব্যস্তানুপাতিক
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: ক) i ও ii
সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রে তড়িতবাহী কুণ্ডলীর ওপর টর্ক τ = NIAB sinθ, যেখানে N = পাক সংখ্যা, I = প্রবাহমাত্রা, A = ক্ষেত্রফল, B = চৌম্বক ক্ষেত্র। এখান থেকে দেখা যায়, τ সরাসরি B-এর সমানুপাতিক (i সত্য) এবং সরাসরি I-এর সমানুপাতিক (ii সত্য)। কিন্তু τ কুণ্ডলীর ক্ষেত্রফল A-এর সরাসরি সমানুপাতিক, ব্যস্তানুপাতিক নয়, তাই (iii) ভুল। উত্তর: ক -
৩৮৭
কক্ষপথে ঘূর্ণনরত ইলেকট্রন
(i) নিজ অক্ষের সাপেক্ষে আবর্তন করে
(ii) প্রতিটি কক্ষে দুটি ঊর্ধ্বমুখী স্পিন বা দুটি নিম্নমুখী স্পিনসম্পন্ন ইলেকট্রন থাকতে পারে
(iii) স্পিনের দরুন ইলেকট্রনের একটি চৌম্বক ভ্রামক উৎপন্ন হয়
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
কক্ষপথে ঘূর্ণনরত ইলেকট্রন নিজ অক্ষের সাপেক্ষে ঘূর্ণন বা স্পিন করে (i সত্য)। এই স্পিনের কারণে ইলেকট্রনের একটি ক্ষুদ্র চৌম্বক ভ্রামক উৎপন্ন হয়, যা স্পিন চৌম্বক ভ্রামক নামে পরিচিত (iii সত্য)। কিন্তু পাউলির বর্জন নীতি (Pauli exclusion principle) অনুযায়ী কোনো নির্দিষ্ট কক্ষপথ বা অরবিটালে দুটি ইলেকট্রন থাকলে তাদের স্পিন বিপরীতমুখী হতে হবে — একটি ঊর্ধ্বমুখী ও একটি নিম্নমুখী; দুটি একই দিকের (দুটি ঊর্ধ্বমুখী বা দুটি নিম্নমুখী) স্পিন একই কক্ষে থাকতে পারে না। তাই (ii) ভুল। উত্তর: খ -
৩৮৮
চৌম্বক ক্ষেত্র বা ফ্লাক্স ঘনত্ব B-এর একক হলো
(i) Tesla
(ii) Weberm2
(iii) N A−1 m−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
F = BIL sinθ থেকে B = FIL sinθ, অর্থাৎ B-এর একক NA m = N A−1 m−1। আবার ফ্লাক্স ঘনত্ব হিসেবে B = ΦA, তাই B-এর একক Wb/m2। SI পদ্ধতিতে এই এককের বিশেষ নাম টেসলা (Tesla)। সুতরাং তিনটিই B-এর একক। উত্তর: ঘ -
৩৮৯
পৃথিবীর চৌম্বকত্ব উপাদান
(i) বিচ্যুতি
(ii) বিনতি
(iii) ভূ-চৌম্বক প্রাবল্যের অনুভূমিক উপাংশ
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: ঘ) i, ii ও iii
পৃথিবীর যেকোনো স্থানের চৌম্বকত্ব সম্পূর্ণভাবে বর্ণনা করতে যে তিনটি রাশি প্রয়োজন হয়, তাদেরকে ভূ-চৌম্বক মৌলিক উপাদান বলে — এগুলো হলো বিচ্যুতি বা ডিক্লিনেশন (i), বিনতি বা নতি কোণ (ii), এবং ভূ-চৌম্বক প্রাবল্যের অনুভূমিক উপাংশ H (iii)। তিনটিই মৌলিক উপাদান। উত্তর: ঘ -
৩৯০
কোনো স্থানের ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ 27·87 μT এবং বিনতি কোণ 30° হলে, ওই স্থানের ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের মান কত?
- ক 32·18 μT
- খ 16·09 μT
- গ 24·18 μT
- ঘ 55·74 μT
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 32·18 μT
অনুভূমিক উপাংশ H = R cosδ, যেখানে R = ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রকৃত মান (লব্ধি প্রাবল্য), δ = বিনতি কোণ। এখানে H = 27.87 μT, δ = 30°। সুতরাং R = Hcosδ = 27.87cos30° = 27.870.8660 ≈ 32.18 μT। উত্তর: ক -
৩৯১
ভূ-পৃষ্ঠের যে স্থানে ভূ-চৌম্বক প্রাবল্যের অনুভূমিক ও উল্লম্ব উপাংশ সমান, সেখানে
- ক বিনতি কোণ 0°
- খ বিনতি কোণ 90°
- গ বিনতি কোণ 45°
- ঘ বিনতি কোণ 60°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বিনতি কোণ 45°
বিনতি কোণ δ-এর জন্য tanδ = ZH, যেখানে Z = উল্লম্ব উপাংশ এবং H = অনুভূমিক উপাংশ। প্রশ্নমতে H = Z (অনুভূমিক ও উল্লম্ব উপাংশ সমান), তাই tanδ = ZH = 1, অর্থাৎ δ = 45°। উত্তর: গ -
৩৯২
যদি H এবং V যথাক্রমে কোনো স্থানের চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক এবং উল্লম্ব উপাংশ হয় যেখানে বিনতি কোণ 60°, তবে
- ক V = H
- খ V = 3H
- গ V = 13H
- ঘ V = 32H
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) V = 3H
বিনতি কোণ δ-এর সংজ্ঞা অনুযায়ী tanδ = VH, যেখানে V (বা Z) = উল্লম্ব উপাংশ, H = অনুভূমিক উপাংশ। δ = 60° বসিয়ে, V = H tan60° = H3। উত্তর: খ -
৩৯৩
একটি প্যারাচৌম্বক পদার্থের ক্ষেত্রে
- ক μ > 1 এবং K < 1
- খ μ > 1 এবং K > 1
- গ μ = 1 এবং K > 1
- ঘ μ > 1 এবং K = 1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) μ > 1 এবং K < 1
প্যারাচৌম্বক পদার্থে পরমাণুর নিজস্ব চৌম্বক ভ্রামক থাকে বলে বাহ্যিক ক্ষেত্র প্রয়োগে এরা দুর্বলভাবে চুম্বকিত হয়। এদের আপেক্ষিক ভেদ্যতা μ, শূন্য মাধ্যমের তুলনায় সামান্য বেশি অর্থাৎ μ > 1, এবং চৌম্বকগ্রাহিতা K একটি ছোট ধনাত্মক সংখ্যা যা 1-এর তুলনায় অনেক কম, অর্থাৎ 0 < K < 1। সুতরাং μ > 1 এবং K < 1। উত্তর: ক -
৩৯৪
হিস্টেরিসিসের ফলে
(i) শক্তির অপচয় ঘটে
(ii) বস্তুর তাপমাত্রা হ্রাস পায়
(iii) বস্তুর তাপমাত্রা 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
হিস্টেরিসিস লুপ একবার সম্পূর্ণ করতে যে শক্তি ব্যয় হয়, তা লুপের ক্ষেত্রফলের সমানুপাতিক এবং এই শক্তি তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে অপচিত হয় (i সত্য), ফলে পদার্থের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় (iii সত্য), হ্রাস পায় না (ii ভুল)। উত্তর: খ -
৩৯৫
ফেরোচৌম্বক পদার্থের বৈশিষ্ট্য হলো
(i) এরা চুম্বক দ্বারা খুব বেশি আকর্ষিত হয়
(ii) এদের কুরি বিন্দু আছে
(iii) এদের চৌম্বকগ্রাহিতা তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে 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
ফেরোচৌম্বক পদার্থের বৈশিষ্ট্য: এরা চুম্বক দ্বারা প্রবলভাবে আকর্ষিত হয় কারণ এদের মধ্যে ডোমেইন গঠিত হয়ে সহজেই সমবিন্যস্ত হয়ে যায় (i সত্য); প্রতিটি ফেরোচৌম্বক পদার্থের একটি নির্দিষ্ট কুরি তাপমাত্রা থাকে, যে তাপমাত্রার ঊর্ধ্বে এরা প্যারাচৌম্বক পদার্থে পরিণত হয় (ii সত্য); এবং কুরি-ওয়েইস সূত্র অনুযায়ী এদের চৌম্বকগ্রাহিতা তাপমাত্রার ওপর নির্ভরশীল (χ = C(T - Tc), কুরি বিন্দুর ঊর্ধ্বে) (iii সত্য)। তিনটিই সঠিক। উত্তর: ঘ -
৩৯৬

উদ্দীপকে OC রেখা নির্দেশ করে- ক রিমেনেন্স
- খ চুম্বক সম্পৃক্তি
- গ নিগ্রহ সহনশীলতা
- ঘ হিস্টেরিসিস
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) নিগ্রহ সহনশীলতা
চিত্রটি একটি ফেরোচৌম্বক পদার্থের চুম্বকায়ন মাত্রা (I) বনাম চৌম্বক প্রাবল্য (H)-এর হিস্টেরিসিস লুপ। b বিন্দুতে H = 0 হলেও কিছু চুম্বকত্ব থেকে যায় (Ob = রিমেনেন্স বা চৌম্বক ধারণ ক্ষমতা)। এই অবশিষ্ট চুম্বকত্ব সম্পূর্ণ দূর করতে বিপরীত দিকে যে চৌম্বক প্রাবল্য প্রয়োগ করতে হয় তা H-অক্ষের ওপর OC দ্বারা নির্দেশিত — একে নিগ্রহ সহনশীলতা বা কোয়ার্সিভিটি (নিগ্রহ বল) বলে। উত্তর: গ -
৩৯৭
1 গাউস = কত টেসলা?
- ক 10−5
- খ 10−4
- গ 10−3
- ঘ 10−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 10−4
CGS পদ্ধতিতে চৌম্বক ক্ষেত্রের একক গাউস (Gauss) এবং SI পদ্ধতিতে একক টেসলা (Tesla)। এই দুই এককের মধ্যে সম্পর্ক হলো 1 গাউস = 10−4 টেসলা। উত্তর: খ -
৩৯৮
পানি একটি কী পদার্থ?
- ক ফেরোচৌম্বক
- খ ডায়াচৌম্বক
- গ প্যারাচৌম্বক
- ঘ অ্যান্টিফেরোচৌম্বক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ডায়াচৌম্বক
পানির অণুতে সব ইলেকট্রন জোড়ায় জোড়ায় বিন্যস্ত থাকে বলে এর নিজস্ব কোনো স্থায়ী চৌম্বক ভ্রামক থাকে না। বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করলে পানি অতি দুর্বলভাবে বিকর্ষিত হয় এবং ক্ষেত্রের বিপরীত দিকে দুর্বল চুম্বকত্ব অর্জন করে — এটিই ডায়াচৌম্বক পদার্থের বৈশিষ্ট্য। তাই পানি একটি ডায়াচৌম্বক পদার্থ। উত্তর: খ -
৩৯৯
দুটি সমান্তরাল পরিবাহী A ও B এর মধ্যে দিয়ে একই তড়িৎ প্রবাহ একই দিকে প্রবাহিত হচ্ছে। কোন চিত্রটি তার দুটির ওপর ক্রিয়াশীল বল নির্দেশ করে?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ)
একই দিকে প্রবাহ বহনকারী দুটি সমান্তরাল পরিবাহী তার পরস্পরকে আকর্ষণ করে (অ্যাম্পিয়ারের সূত্র)। আকর্ষণ বল সবসময় একে অপরের দিকে ক্রিয়া করে — অর্থাৎ A তারের ওপর বল B-এর দিকে (F→) এবং B তারের ওপর বল A-এর দিকে (←F) ক্রিয়া করবে, ফলে তার দুটি পরস্পরের কাছাকাছি আসার প্রবণতা দেখাবে। উত্তর: খ -
৪০০

A = ক্ষেত্রফল ভেক্টর, B = চৌম্বক ক্ষেত্র, |A| = 2 m2, B = 2 tesla
θ = 60° হলে A তলের লম্ব বরাবর চৌম্বক ক্ষেত্রের উপাংশের মান কত?- ক 1 tesla
- খ 3 tesla
- গ 2 tesla
- ঘ 23 tesla
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1 tesla
A তলের লম্ব বরাবর (অর্থাৎ ক্ষেত্রফল ভেক্টর A-এর দিক বরাবর) চৌম্বক ক্ষেত্রের উপাংশ হলো B cosθ, যেখানে θ হলো A ও B-এর মধ্যবর্তী কোণ। এখানে B = 2 tesla, θ = 60°। সুতরাং লম্ব বরাবর উপাংশ = B cosθ = 2 × cos60° = 2 × 0.5 = 1 tesla। উত্তর: ক
তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।