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।
৬৬৫ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ৪
পাতা ২২/৩৪
-
৪২১
ফেরোচৌম্বক পদার্থের ক্ষেত্রে
- ক μ > 1, K >> 1
- খ μ << 1, K >> 1
- গ μ >> 1, K ≤ 1
- ঘ μ < 1, K = 1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) μ > 1, K >> 1
ফেরোচৌম্বক পদার্থের আপেক্ষিক চৌম্বক ভেদ্যতা μ ১-এর চেয়ে অনেক বেশি এবং চৌম্বক প্রবণতা K-ও অনেক বড় ধনাত্মক মান (K >> 1) ধারণ করে - উভয়ই ধনাত্মক ও বড় মানের। প্রদত্ত অপশনগুলোর মধ্যে কেবল ক)-তেই μ > 1 এবং K >> 1 উভয়ের সঠিক (ধনাত্মক, বড়) প্রকৃতি প্রতিফলিত হয়েছে। উত্তর ক)। -
৪২২
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 কুণ্ডলীর তল অতিক্রমকারী মোট চৌম্বক বলরেখার সংখ্যাকে ঐ কুণ্ডলীর সাথে সংশ্লিষ্ট চৌম্বক ফ্লাক্স (Φ) বলা হয়। উত্তর খ) চৌম্বক ফ্লাক্স। -
৪২৩
চৌম্বক দিকের সাথে কত কোণে একটি চার্জিত কণা গতিশীল হলে সর্বোচ্চ বল অনুভব করবে?
- ক 0°
- খ 45°
- গ 90°
- ঘ 180°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 90°
চৌম্বক ক্ষেত্রে গতিশীল চার্জিত কণার ওপর ক্রিয়াশীল বল F = qvB sinθ। sinθ-এর সর্বোচ্চ মান 1 হয় θ = 90° কোণে। তাই চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকের সাথে 90° কোণে গতিশীল হলে কণাটি সর্বোচ্চ বল অনুভব করবে। উত্তর গ) 90°। -
৪২৪
হল বিভবের জন্য তড়িৎ ক্ষেত্র প্রাবল্যের মান হলো
- ক E = VH d
- খ E = dVH
- গ E = VHd
- ঘ E = VHV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) E = VHd
হল বিভব VH হলো পরিবাহীর প্রস্থ d জুড়ে সৃষ্ট হল তড়িৎ ক্ষেত্র EH-এর কারণে সৃষ্ট বিভব পার্থক্য, অর্থাৎ VH = EH × d। সুতরাং হল তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য EH = VHd। উত্তর গ)। -
৪২৫
কোন ক্ষেত্রে ফ্লাক্স সর্বাধিক?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ)
চৌম্বক ফ্লাক্স Φ = BA cosθ, যেখানে θ হলো তলের লম্ব ও চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যবর্তী কোণ। θ = 0° অর্থাৎ তলটি ক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে থাকলে ফ্লাক্স সর্বাধিক হয়। চিত্র (খ)-তে তলটি B-এর সাথে লম্ব, তাই এখানে ফ্লাক্স সর্বাধিক। (গ)-তে তল ক্ষেত্রের সমান্তরাল বলে ফ্লাক্স শূন্য, আর (ক) ও (ঘ)-তে তল তির্যক বলে ফ্লাক্স মাঝামাঝি। উত্তর: খ -
৪২৬
হল বিভব
(i) VH = Bvd
(ii) VH = BI(nqt)
(iii) VH ∝ E নিচের কোনটি সঠিক?- ক i
- খ i ও ii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
(i) VH = Bvd: হল তড়িৎ ক্ষেত্র EH = vB (চার্জের ওপর তড়িৎ বল ও চৌম্বক বল সাম্যাবস্থায়), তাই VH = EH × d = Bvd - সঠিক। (ii) VH = BI(nqt): তড়িৎ প্রবাহ I = nqvA = nqv(dt) থেকে v = I(nqdt); এটি (i)-এ বসালে VH = Bvd = BI(nqt) - সঠিক। (iii) VH ∝ E: যেহেতু VH = EH × d এবং d একটি নির্দিষ্ট পরিবাহীর জন্য ধ্রুব, তাই VH সরাসরি EH-এর সমানুপাতিক - সঠিক। তিনটি বিবৃতিই সঠিক হওয়ায় উত্তর ঘ) i, ii ও iii। -
৪২৭
ঢাকার ভূ-চৌম্বকত্বের বিচ্যুতি কোণ কত?
- ক 31° N
- খ 12° E
- গ 13° S
- ঘ 12° W
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 12° W
ভূ-চৌম্বকীয় তথ্য অনুযায়ী ঢাকার বিচ্যুতি কোণ (declination) হলো 12° পশ্চিম (W), অর্থাৎ ঢাকায় চৌম্বক উত্তর দিক ভৌগোলিক উত্তর দিক থেকে সামান্য পশ্চিমে হেলে থাকে। উত্তর ঘ) 12° W। -
৪২৮
কোবাল্টের কুরি বিন্দু কত?
- ক 320°C
- খ 400°C
- গ 500°C
- ঘ 1100°C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1100°C
কুরি বিন্দু হলো সেই তাপমাত্রা যার ঊর্ধ্বে ফেরোচৌম্বক পদার্থ তার ফেরোচৌম্বক ধর্ম হারিয়ে প্যারাচৌম্বকে পরিণত হয়। কোবাল্টের কুরি বিন্দু প্রায় 1100°C (নির্দিষ্টভাবে প্রায় 1120°C, যা প্রদত্ত অপশনের মধ্যে নিকটতম)। উত্তর ঘ) 1100°C। -
৪২৯
ফেরোচৌম্বক পদার্থের বেলায় কোন উক্তিটি সঠিক নয়?
- ক নির্দিষ্ট কুরি বিন্দু নেই
- খ এসব পদার্থ কঠিন ও স্ফটিকার
- গ তাদের চৌম্বক ধারকত্ব ধর্ম আছে
- ঘ চৌম্বক প্রবণতার মান ধনাত্মক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) নির্দিষ্ট কুরি বিন্দু নেই
প্রতিটি ফেরোচৌম্বক পদার্থের একটি নির্দিষ্ট কুরি তাপমাত্রা (কুরি বিন্দু) থাকে, যে তাপমাত্রার ঊর্ধ্বে পদার্থটি ফেরোচৌম্বক ধর্ম হারিয়ে প্যারাচৌম্বকে পরিণত হয়। তাই "নির্দিষ্ট কুরি বিন্দু নেই" উক্তিটি সঠিক নয়। অন্যদিকে ফেরোচৌম্বক পদার্থ কঠিন ও স্ফটিকাকার হয়, এদের চৌম্বক ধারকত্ব (retentivity/হিস্টেরিসিস) ধর্ম থাকে এবং এদের চৌম্বক প্রবণতার মান বড় ও ধনাত্মক - এই তিনটি বিবৃতিই সঠিক। উত্তর ক)। -
৪৩০
নরম লোহা কোনটি তৈরিতে বেশি উপযোগী?
- ক তড়িৎ চুম্বক
- খ অস্থায়ী চুম্বক
- গ স্থায়ী চুম্বক
- ঘ চুম্বক শলাকা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তড়িৎ চুম্বক
নরম লোহার নিগ্রহ বল (coercivity) কম ও চৌম্বক ভেদ্যতা বেশি হওয়ায় এটিকে সহজেই চুম্বকায়িত ও অচুম্বকায়িত করা যায় (দ্রুত চুম্বকত্ব অর্জন করে এবং প্রবাহ বন্ধ হলে দ্রুত চুম্বকত্ব হারায়)। এই বৈশিষ্ট্যের কারণে নরম লোহা তড়িৎ চুম্বক তৈরিতে সবচেয়ে বেশি উপযোগী, যেখানে প্রবাহ চালু-বন্ধ করার সাথে সাথে চুম্বকত্বও দ্রুত সৃষ্টি ও বিলুপ্ত হওয়া প্রয়োজন। স্থায়ী চুম্বক তৈরিতে বরং উচ্চ ধারকত্ব ও নিগ্রহ বলবিশিষ্ট কঠিন ইস্পাত ব্যবহৃত হয়। উত্তর ক) তড়িৎ চুম্বক। -
৪৩১
ডায়াচৌম্বক পদার্থকে চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করলে
- ক পদার্থের অভ্যন্তরে বলরেখার সংখ্যা বেড়ে যায়
- খ পদার্থটির নিট চৌম্বক মোমেন্ট সৃষ্টি হয়
- গ পদার্থটির তাপমাত্রা বেড়ে যায়
- ঘ পদার্থটি শক্তিশালী চুম্বকত্ব লাভ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) পদার্থটির নিট চৌম্বক মোমেন্ট সৃষ্টি হয়
ডায়াচৌম্বক পদার্থকে বহিঃস্থ চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করলে পদার্থের পরমাণুতে লেঞ্জের সূত্র অনুযায়ী প্রয়োগকৃত ক্ষেত্রের বিপরীতমুখী একটি ক্ষীণ আবেশিত চৌম্বক ভ্রামক (নিট চৌম্বক মোমেন্ট) সৃষ্টি হয়, যার ফলে পদার্থটি ক্ষেত্র থেকে সামান্য বিকর্ষিত হয়। এতে পদার্থের অভ্যন্তরে বলরেখার সংখ্যা বরং কমে যায় (বাড়ে না), তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন ঘটে না এবং চুম্বকত্বও শক্তিশালী নয়, বরং অত্যন্ত দুর্বল। উত্তর খ)। -
৪৩২
নিচের কোনটি চুম্বক দ্বারা সামান্য বিকর্ষিত হয়?
- ক নিকেল
- খ বিসমাথ
- গ পিতল
- ঘ কোবাল্ট
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বিসমাথ
বিসমাথ একটি ডায়াচৌম্বক পদার্থ, যা বহিঃস্থ চুম্বক দ্বারা সামান্য বিকর্ষিত হয়। নিকেল ও কোবাল্ট ফেরোচৌম্বক পদার্থ, যা চুম্বক দ্বারা প্রবলভাবে আকৃষ্ট হয়; পিতল কার্যত চৌম্বকীয়ভাবে নিষ্ক্রিয়। উত্তর খ) বিসমাথ। -
৪৩৩
2 T সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে 30° কোণে একটি আলফা কণা 104 ms−1 বেগে চলতে থাকলে কণাটির ওপর ক্রিয়াশীল বল কত?
- ক 0
- খ 1.6 × 10−15 N
- গ 3.2 × 10−15 N
- ঘ 6.4 × 10−15 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3.2 × 10−15 N
আলফা কণার আধান q = 2e = 2 × 1.6×10−19 = 3.2×10−19 C। চৌম্বক বল F = qvB sinθ = 3.2×10−19 × 104 × 2 × sin30° = 3.2×10−19 × 104 × 2 × 0.5 = 3.2×10−15 N। উত্তর গ)। -
৪৩৪
বায়ো-স্যাভার্ট সূত্রটি নিচের কোন সমীকরণের মাধ্যমে প্রকাশ করা যায়?
- ক dB = (μ04π) (I dℓ × r)r3
- খ dB = (μ04π) (I dℓ sinθ)r3
- গ dB = (μ04π) (I dℓ × r)r2
- ঘ dB = (μ02π) (I dℓ × r)r3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) dB = (μ04π) (I dℓ × r)r3
বায়ো-স্যাভার্ট সূত্র অনুযায়ী একটি ক্ষুদ্র তড়িৎবাহী উপাদান I dℓ থেকে r দূরত্বে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্র dB = (μ04π)(I dℓ × r)r3। এখানে r হলো উৎস থেকে পর্যবেক্ষণ বিন্দুর অবস্থান ভেক্টর (একক ভেক্টর নয়), তাই হরে r3 বসে (কারণ rr3 = rr2, যা প্রকৃত সূত্রের সাথে মিলে যায়)। (খ) স্কেলার আকারে লেখা, ভেক্টর ক্রস গুণ দেখানো হয়নি। (গ)-তে r ব্যবহার করা সত্ত্বেও হরে r2 রাখা হয়েছে যা মাত্রাগত দিক থেকে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়। (ঘ)-তে ধ্রুবক μ02π ভুল, সঠিক ধ্রুবক μ04π। তাই সঠিক উত্তর ক। -
৪৩৫
B মানের একটি সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রের বলরেখার সমান্তরালে অপরিবর্তনীয় বেগ v-তে চলমান একটি চার্জ e-এর ওপর ক্রিয়াশীল বল হলো
- ক Bev
- খ 0
- গ erB
- ঘ eBv
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0
চৌম্বক বলের সাধারণ রূপ F = Bev sinθ, যেখানে θ হলো বেগ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যবর্তী কোণ। চার্জটি বলরেখার সমান্তরালে চলমান বলে θ = 0°, ফলে sinθ = 0 এবং F = 0। উত্তর খ। -
৪৩৬
হাইড্রোজেন পরমাণুর ইলেকট্রন 5×10−11 m ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার পথে প্রতি সেকেন্ডে 6.8×1015 বার ঘুরছে। বৃত্তের কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান হবে
- ক 2.01×10−15 Wb/m2
- খ 13.67 Wb/m2
- গ 8.54 Wb/m2
- ঘ 12.56 Wb/m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 13.67 Wb/m2
ইলেকট্রনের ঘূর্ণনের ফলে সৃষ্ট তড়িৎ প্রবাহ I = ef = (1.6×10−19 C)(6.8×1015 s−1) = 1.088×10−3 A। বৃত্তাকার পথের কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্র B = μ0I(2r) = (4π×10−7 × 1.088×10−3)(2 × 5×10−11) ≈ 13.67 Wb/m2 (অর্থাৎ 13.67 T)। উত্তর খ। -
৪৩৭
একটি ধারকের অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক প্রাবল্য E কোনো চার্জ q-কে নিচের চিত্রানুযায়ী বদ্ধপথ PQRS বরাবর পরিচালিত করতে কাজের পরিমাণ কত?
- ক 2 units
- খ −2 units
- গ 0
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0
স্থির তড়িৎ ক্ষেত্র একটি সংরক্ষণশীল ক্ষেত্র, তাই কোনো চার্জকে একটি বদ্ধপথে ঘুরিয়ে আবার আদি বিন্দুতে আনলে মোট কাজ শূন্য। চিত্রে PQ ও RS অংশে কাজ সমান ও বিপরীত চিহ্নের, আর QR ও SP অংশ ক্ষেত্রের লম্ব বলে কাজ শূন্য। সুতরাং PQRS পথে মোট কাজ = 0। উত্তর: গ -
৪৩৮
কোনো স্থানের ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক ও উল্লম্ব উপাংশ যথাক্রমে 32.46 μT এবং 48.27 μT। ওই স্থানের বিনতি নির্ণয় কর।
- ক 33.92°
- খ 50°18.6′
- গ 56°4.8′
- ঘ 60°51′
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 56°4.8′
এখানে,
H = 32.46 μT, V = 48.27 μT
আমরা জানি,
tanδ = VH
বা, tanδ = 48.2732.46 = 1.487
∴ δ = 56.08° = 56°4.8′ -
৪৩৯
1 m দীর্ঘ এবং 1 cm প্রস্থ 500 পাকবিশিষ্ট একটি আয়তাকার কুণ্ডলীর মধ্যে দিয়ে 10 A তড়িৎ প্রবাহ চলছে। কুণ্ডলীটিকে 15 T-এর সুষম চুম্বক ক্ষেত্রের সমান্তরালে স্থাপন করলে এর ওপর ক্রিয়াশীল টর্ক কত?
- ক 10 N m
- খ 15 N m
- গ 500 N m
- ঘ 750 N m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 750 N m
কুণ্ডলীর ক্ষেত্রফল A = দৈর্ঘ্য × প্রস্থ = 1 m × 0.01 m = 0.01 m2। কুণ্ডলীটি ক্ষেত্রের সমান্তরালে স্থাপিত হওয়ায় কুণ্ডলীর তল ও ক্ষেত্রের মধ্যে কোণ 0° হলেও চৌম্বক ভ্রামক (তলের অভিলম্ব বরাবর) ও B-এর মধ্যে কোণ 90° হয়, অর্থাৎ sinθ = 1 (সর্বোচ্চ টর্কের অবস্থা)। টর্ক τ = NIAB sinθ = 500 × 10 × 0.01 × 15 × 1 = 750 N·m। উত্তর ঘ। -
৪৪০
একটি 6 MeV প্রোটন খাড়া নিচের দিকে এমন একটি স্থানে গতিশীল, যেখানে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র B অনুভূমিক বরাবর দক্ষিণ থেকে উত্তর দিকে বিদ্যমান। B-এর মান 1.5 T। প্রোটনের ওপর ক্রিয়াশীল বল নির্ণয় কর। প্রোটনের ভর এবং চার্জ যথাক্রমে 1.7×10−27 kg এবং 1.6×10−19 C
- ক 8.06×10−12 N
- খ 7.4×10−12 N
- গ 9.1×10−8 N
- ঘ 4.65×10−12 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 8.06×10−12 N
প্রথমে গতিশক্তি থেকে বেগ নির্ণয়: KE = 6 MeV = 6 × 1.6×10−13 J = 9.6×10−13 J। v = 2KEm = 2 × 9.6×10−131.7×10−27 ≈ 3.36×107 m/s। প্রোটন খাড়া নিচের দিকে এবং B আনুভূমিক দক্ষিণ থেকে উত্তরে, অর্থাৎ v ও B পরস্পর লম্ব (θ = 90°, sinθ = 1)। বল F = qvB = 1.6×10−19 × 3.36×107 × 1.5 ≈ 8.06×10−12 N। উত্তর ক।
তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।