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 ২৩/৩৪
-
৪৪১
0.56 A m2 চৌম্বক ভ্রামকবিশিষ্ট কোনো দণ্ড চুম্বককে অনুভূমিক ও মুক্তভাবে দোল দিলে তা প্রতি মিনিটে ছয়বার পূর্ণ দোলন দেয়। ওই চুম্বকের জড়তার ভ্রামক নির্ণয় কর। H = 32 μT
- ক 4.6×10−5 A m2
- খ 5.8×10−5 kg m2
- গ 45.39×10−6 kg m2
- ঘ 4.54×10−5 A m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 45.39×10−6 kg m2
এখানে,
চৌম্বক ভ্রামক, M = 0.56 A m2
দোলনকাল, T = 606 = 10 s
H = 32 × 10−6 T
আমরা জানি,
T = 2πIMH
বা, I = MHT24π2
বা, I = 0.56 × 32 × 10−6 × 1024 × (3.1416)2
∴ I = 45.39 × 10−6 kg m2 -
৪৪২
তড়িৎ প্রবাহ I বহন করা L দৈর্ঘ্যের একটি তারকে বৃত্তাকার করা হলো। এই বৃত্তের কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান কত?
- ক μ0I(2πL)
- খ μ0I(πL)
- গ μ0I(2L)
- ঘ μ0IπL
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) μ0IπL
তারের দৈর্ঘ্য L-কে বৃত্তাকার করলে বৃত্তের পরিধি 2πr = L হবে, অর্থাৎ r = L(2π)। বৃত্তের কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্র B = μ0I(2r) = μ0I(2 × L(2π)) = μ0IπL। উত্তর ঘ। -
৪৪৩
একটি তারের মধ্যে দিয়ে 3 Amp তড়িৎ প্রবাহিত হচ্ছে। তারটি থেকে 0.05 মিটার দূরে চৌম্বক প্রাবল্য কত?
- ক 0.12 gauss
- খ 0.24 gauss
- গ 0.36 gauss
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.12 gauss
সরল তারের চারপাশে চৌম্বক ক্ষেত্র B = μ0I(2πr) = (2×10−7)(Ir) = 2×10−7 × (30.05) = 2×10−7 × 60 = 1.2×10−5 T। যেহেতু 1 T = 104 gauss, তাই B = 1.2×10−5 × 104 = 0.12 gauss। উত্তর ক। -
৪৪৪
একই বেগে চলমান একটি ইলেকট্রন এবং একটি প্রোটনকে একটি অভিন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকের সাথে 90° কোণে প্রেরণ করা হলো। তাদের ওপর প্রযুক্ত প্রারম্ভিক চৌম্বকীয় বল হবে
- ক সমান এবং একই দিকে
- খ সমান এবং বিপরীত দিকে
- গ সমান এবং পারস্পরিক লম্বভাবে
- ঘ ভিন্ন এবং বিপরীত দিকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সমান এবং বিপরীত দিকে
চৌম্বক বল F = qvB sinθ। ইলেকট্রন ও প্রোটনের চার্জের মান সমান (|e|), বেগ v, কোণ (90°) এবং ক্ষেত্র B একই হওয়ায় বলের মান সমান হবে। কিন্তু F = qv×B সম্পর্ক অনুযায়ী চার্জের চিহ্ন বিপরীত (একটি ধনাত্মক, একটি ঋণাত্মক) হওয়ায় বলের দিকও পরস্পর বিপরীত হবে। উত্তর খ। -
৪৪৫
10 cm দৈর্ঘ্যের 2 A তড়িৎ প্রবাহবিশিষ্ট একটি তারকে 0.2 T চৌম্বকক্ষেত্রে লম্বভাবে স্থাপন করা হলো। তারের ওপর প্রযুক্ত বল কত?
- ক 4 N
- খ 0.04 N
- গ 25 N
- ঘ 40 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.04 N
তারের ওপর ক্রিয়াশীল বল F = BIL sinθ। ক্ষেত্র তারের ওপর লম্বভাবে ধরে (sinθ = 1): F = 0.2 × 2 × 0.10 = 0.04 N। উত্তর খ। -
৪৪৬
একটি অনুভূমিক বিদ্যুৎ সরবরাহ লাইনে 70 A তড়িৎ প্রবাহিত হচ্ছে। লাইনের 2 m নিচে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান কত?
- ক 2×10−5 T
- খ 4×10−6 T
- গ 10−8 T
- ঘ 7×10−6 T
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 7×10−6 T
অসীম দৈর্ঘ্যের সরল তারের ক্ষেত্রে B = μ0I2πr = 2×10−7 × (Ir) = 2×10−7 × (702) = 2×10−7 × 35 = 7×10−6 T। উত্তর ঘ। -
৪৪৭
0.5 T সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রের সঙ্গে 60° কোণে একটি ইলেকট্রন 105 m/s বেগে চলমান হলে ইলেকট্রনের ওপর ক্রিয়াশীল বলের মান নির্ণয়ের সমীকরণ
- ক qvB sin θ
- খ μ0vB sin θ
- গ ε0qvB sin θ
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) qvB sin θ
গতিশীল চার্জযুক্ত কণার ওপর চৌম্বক বলের সাধারণ সমীকরণ F = qvB sinθ (এখানে q = e, ইলেকট্রনের চার্জ)। অন্য বিকল্পগুলোতে ভুল ধ্রুবক μ0 বা ε0 ব্যবহার করা হয়েছে, যা লরেঞ্জ চৌম্বক বলের সূত্রে আসে না। উত্তর ক। -
৪৪৮
একটি বৃত্তাকার কুণ্ডলীর ব্যাসার্ধ 20 cm। এর মধ্যে 2 A তড়িৎ প্রবাহ চললে এবং 3.14×10−3 T-এর চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হলে, কুণ্ডলীর পাক সংখ্যা
- ক 4
- খ 40
- গ 400
- ঘ 600
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ?)
বৃত্তাকার কুণ্ডলীর কেন্দ্রে চৌম্বক ক্ষেত্র B = μ0NI2r থেকে পাক সংখ্যা N = 2rBμ0I = 2 × 0.20 × 3.14×10−34π×10−7 × 2 = 1.256×10−32.513×10−6 ≈ 500। উত্তর ঙ। -
৪৪৯
নিচের কোনটি অ্যাম্পিয়ারের সূত্র?
- ক ∮ B·dl = μ0I
- খ ∇·B = 0
- গ B = μH
- ঘ ∇E = ∂B∂t
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ∮ B·dl = μ0I
অ্যাম্পিয়ারের সূত্র অনুযায়ী কোনো বদ্ধ পথ বরাবর চৌম্বক ক্ষেত্রের রেখা-অখণ্ডন ওই পথ দ্বারা বেষ্টিত মোট তড়িৎ প্রবাহের μ0 গুণের সমান: ∮ B·dl = μ0I। বিকল্প (খ) গাউসের চৌম্বক সূত্র (∇·B = 0), (গ) B ও H-এর সম্পর্ক (B = μH), (ঘ) ফ্যারাডের সূত্রের ডিফারেনশিয়াল রূপ - এগুলো অ্যাম্পিয়ারের সূত্র নয়। উত্তর ক। -
৪৫০
বৈদ্যুতিক পাখা তৈরিতে কোন সূত্রটি ব্যবহার করা হয়েছে?
- ক বায়োট-স্যাভার্টের সূত্র
- খ গাউসের সূত্র
- গ ও'মের সূত্র
- ঘ কির্শফের সূত্র
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বায়োট-স্যাভার্টের সূত্র
বৈদ্যুতিক পাখার মোটরে তড়িৎ প্রবাহের ফলে চৌম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি হয় এবং চৌম্বক ক্ষেত্রে তড়িৎবাহী কুণ্ডলীর ওপর বল/টর্কের কারণে পাখা ঘোরে। তড়িৎ প্রবাহের সাথে চৌম্বক ক্ষেত্রের সম্পর্ক বায়োট-স্যাভার্টের সূত্র দ্বারা প্রকাশিত হয়। প্রদত্ত অপশনগুলোর মধ্যে গাউসের সূত্র (তড়িৎ ফ্লাক্স), ও'মের সূত্র ও কির্শফের সূত্র (বর্তনী বিশ্লেষণ) পাখার কার্যনীতির সাথে সম্পর্কিত নয়। উত্তর: ক -
৪৫১
1 টেসলা সমান কত?
- ক 1 gauss
- খ 1 weber
- গ 1 weber-m
- ঘ 1 Wb m−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ?)
চৌম্বক ক্ষেত্র (ফ্লাক্স ঘনত্ব) B = ΦA, যেখানে Φ-এর একক Wb এবং A-এর একক m2। তাই B-এর একক Wb/m2, অর্থাৎ 1 টেসলা = 1 Wb m−2। উত্তর ঙ। -
৪৫২
সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকের সাথে সমকোণে গতিশীল কোনো বিন্দু চার্জের বেলায় কোনটি সত্য?
- ক প্রযুক্ত চৌম্বক বল সর্বনিম্ন
- খ চৌম্বক বল দ্বারা কৃত কাজ ধনাত্মক
- গ চার্জের গতির দিক অপরিবর্তিত
- ঘ চৌম্বক বল দ্বারা কৃত কাজ ঋণাত্মক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ?)
চৌম্বক বল F = qv×B সর্বদা বেগের সাথে লম্বভাবে ক্রিয়া করে। যেহেতু কাজ = বল ও সরণের সমান্তরাল উপাংশের গুণফল, আর বল সরণের (গতিপথের) সাথে সবসময় লম্ব থাকে, তাই চৌম্বক বল দ্বারা কৃত কাজ সর্বদা শূন্য - যদিও এই বল চার্জের গতিপথের দিক পরিবর্তন করে (বৃত্তাকার/হেলিক্যাল পথ তৈরি করে)। উত্তর ঙ। -
৪৫৩
একটি সুষম 0.04 T চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে লম্ব তলে গতিশীল 5×10−8 C চার্জবিশিষ্ট একটি কণা 4 μN বল অনুভব করে। কণাটি কত m s−1 বেগে চলছে?
- ক 1600
- খ 2000
- গ 4000
- ঘ 6000
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2000
লম্ব তলে গতিশীল হওয়ায় θ = 90°, sinθ = 1। F = qvB থেকে v = FqB = 4×10−65×10−8 × 0.04 = 4×10−62×10−9 = 2000 m/s। উত্তর খ। -
৪৫৪
দুটি সমান্তরাল তারের মধ্যে একই মানের তড়িৎ প্রবাহিত হয় এবং তার দুটি প্রতি একক দৈর্ঘ্য F বল দ্বারা একে অপরকে বিকর্ষণ করে। যদি প্রবাহিত তড়িৎ দ্বিগুণ এবং তারদ্বয়ের মধ্যের দূরত্বকে তিনগুণ করা হয় তবে প্রতি একক দৈর্ঘ্য বলের মান হবে
- ক 2F3
- খ 4F3
- গ 2F9
- ঘ 4F9
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4F3
প্রতি একক দৈর্ঘ্যে বল FL = μ0I1I2(2πd)। শুরুতে I1 = I2 = I ধরলে F = μ0I2(2πd)। প্রবাহ দ্বিগুণ (I1' = I2' = 2I) এবং দূরত্ব তিনগুণ (d' = 3d) করলে F' = μ0(2I)(2I)(2π×3d) = (43) × [μ0I2(2πd)] = (43)F। উত্তর খ। -
৪৫৫
চিত্রে কোনো স্থানে মুক্তভাবে ঝুলন্ত একটি দণ্ড চুম্বকের চৌম্বক মধ্যতল ও ভৌগোলিক মধ্যতল নির্দেশ করা হয়েছে।
ওই স্থানের ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ H-এর মান কত?- ক 100 μT
- খ 50 μT
- গ 49.9 μT
- ঘ 25 μT
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 25 μT
এখানে,
ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের মান, B = 50 μT
বিনতি কোণ, δ = 60°
আমরা জানি,
H = B cosδ
বা, H = 50 × cos60°
∴ H = 25 μT -
৪৫৬
চিত্রে কোনো স্থানে মুক্তভাবে ঝুলন্ত একটি দণ্ড চুম্বকের চৌম্বক মধ্যতল ও ভৌগোলিক মধ্যতল নির্দেশ করা হয়েছে।
উদ্দীপক অনুসারে
(i) বিচ্যুতি 2°
(ii) স্থানটি উত্তর গোলার্ধে অবস্থিত
(iii) স্থানটির ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের উল্লম্ব উপাংশের মান 40 μT
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i
- খ i ও ii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) i ও ii
চিত্রে ভৌগোলিক মধ্যতল ও চৌম্বক মধ্যতলের মধ্যবর্তী কোণ 2°, তাই বিচ্যুতি 2° — (i) সঠিক। চুম্বকের উত্তর মেরু (N) নিচের দিকে হেলে আছে, যা উত্তর গোলার্ধের বৈশিষ্ট্য — (ii) সঠিক। উল্লম্ব উপাংশ V = B sinδ = 50 × sin60° = 43.3 μT, 40 μT নয় — (iii) ভুল। উত্তর: খ -
৪৫৭
ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের মৌলিক উপাদান নিচের কোনগুলো?
- ক বিনতি, ভৌগোলিক মধ্যতল ও চৌম্বক মধ্যতল
- খ ভৌগোলিক মধ্যতল, চৌম্বক মধ্যতল ও বিচ্যুতি
- গ বিনতি, বিচ্যুতি ও ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ
- ঘ ভৌগোলিক মধ্যতল, ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের উল্লম্ব উপাংশ ও বিনতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বিনতি, বিচ্যুতি ও ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ
ভূ-চৌম্বকত্বের তিনটি মৌলিক উপাদান হলো বিনতি বা নতি (dip/inclination), বিচ্যুতি (declination) এবং ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ (H)। এই তিনটি রাশি জানা থাকলে কোনো স্থানের ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের সম্পূর্ণ বিবরণ পাওয়া যায়। অন্য বিকল্পে উল্লিখিত ভৌগোলিক মধ্যতল, চৌম্বক মধ্যতল বা বিদ্যুৎ এই মৌলিক তিন উপাদানের অন্তর্ভুক্ত নয়। উত্তর গ। -
৪৫৮
নিচের কোনটি ভূ-চৌম্বকত্বের উপাদান নয়?
- ক বিচ্যুতি
- খ বিনতি
- গ ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের উল্লম্ব উপাংশ
- ঘ ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের উল্লম্ব উপাংশ
ভূ-চৌম্বকত্বের তিনটি (মৌলিক) উপাদান হলো বিচ্যুতি, বিনতি এবং ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ। উল্লম্ব উপাংশ এই তিনটির অন্তর্ভুক্ত নয় (এটি V = H tanδ থেকে নির্ণয় করা যায়)। উত্তর: গ -
৪৫৯
চৌম্বক ক্ষেত্র (B)-এর একক
(i) A m−1
(ii) T
(iii) Wb
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i
- খ ii
- গ i ও ii
- ঘ ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ii
চৌম্বক ক্ষেত্র (ফ্লাক্স ঘনত্ব) B-এর SI একক টেসলা (T), অর্থাৎ Wb/m2। A m−1 আসলে চৌম্বক ক্ষেত্র প্রাবল্য H-এর একক, আর Wb হলো চৌম্বক ফ্লাক্স Φ-এর একক - এরা B-এর একক নয়। তাই কেবল (ii) T-ই B-এর সঠিক একক। উত্তর খ। -
৪৬০
একটি l দৈর্ঘ্যের তড়িৎবাহী তার একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে সমকোণে স্থাপিত হলে তারের ওপর প্রযুক্ত বল ও দৈর্ঘ্যের লেখচিত্র কোনটি সঠিক? (যখন B ও I ধ্রুবক)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ)
তড়িৎবাহী তারের ওপর ক্রিয়াশীল বল F = BIL sinθ। যেহেতু B, I এবং θ ধ্রুবক রাখা হয়েছে, তাই F ∝ L, অর্থাৎ দৈর্ঘ্য L বৃদ্ধি পেলে বল F মূলবিন্দুগামী সরলরেখা অনুসরণ করে সমানুপাতিক হারে বাড়বে। উত্তর গ।
তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।