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 ২৯/৩৪
-
৫৬১
নিম্নের কোনটি ডায়াচৌম্বক পদার্থের উদাহরণ?
- ক তামা
- খ নিকেল
- গ অ্যালুমিনিয়াম
- ঘ ম্যাঙ্গানিজ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তামা
ডায়াচৌম্বক পদার্থ: তামা, বিসমাথ, দস্তা, সোনা, রুপা, সীসা, পানি, হাইড্রোজেন; এদের চৌম্বক গ্রাহিতা χ ক্ষুদ্র ও ঋণাত্মক, আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা μr < 1।
ডায়াচৌম্বক পদার্থে পরমাণুর মোট চৌম্বক ভ্রামক শূন্য; বাহ্যিক ক্ষেত্রের বিপরীতে ক্ষীণ চুম্বকিত হয়, তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে না।
নিকেল ফেরোচৌম্বক (লোহা, কোবাল্ট, নিকেল); অ্যালুমিনিয়াম, ম্যাঙ্গানিজ, প্লাটিনাম, অক্সিজেন প্যারাচৌম্বক। -
৫৬২
সলিনয়েড ব্যবহৃত হয় না-
- ক এক্স-রে তে
- খ এম আর আই তে
- গ টেলিভিশন
- ঘ কম্পিউটারে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) এক্স-রে তে
সলিনয়েড হলো ঘন সন্নিবিষ্ট বহু পাকের কুণ্ডলী, যাতে তড়িৎ প্রবাহে দণ্ড চুম্বকের মতো চৌম্বক ক্ষেত্র সৃষ্টি হয়; ভেতরে B = μ0nI (n = একক দৈর্ঘ্যে পাকসংখ্যা)।
এম আর আই যন্ত্রে অতিপরিবাহী সলিনয়েড, টেলিভিশনের ছবি-নলে ইলেকট্রন রশ্মির বিচ্যুতি কুণ্ডলী, কম্পিউটারের হার্ডডিস্ক ও রিলেতে সলিনয়েড ব্যবহৃত হয়।
এক্স-রে উৎপাদনে উচ্চ বিভবে ত্বরিত ইলেকট্রন ধাতব লক্ষ্যবস্তুতে আঘাত করে; এতে সলিনয়েডের ভূমিকা নেই। -
৫৬৩
নিম্নের কোনটি চুম্বকের ধর্ম নয়?
- ক বিকর্ষণী ধর্ম
- খ একাদশী ধর্ম
- গ বিপরীতধর্ম দুই প্রান্ত
- ঘ চুম্বকন ধর্ম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বিকর্ষণী ধর্ম
চুম্বকের ধর্ম: আকর্ষণী ধর্ম (লোহা, নিকেল, কোবাল্টকে আকর্ষণ), দিকদর্শী ধর্ম (মুক্তভাবে ঝুলালে উত্তর-দক্ষিণে থাকে), দুই প্রান্তে বিপরীতধর্মী মেরু, চুম্বকন বা আবেশ ধর্ম, মেরুর অবিচ্ছেদ্যতা।
উত্তর-কী অনুযায়ী 'বিকর্ষণী ধর্ম' আলাদা ধর্ম হিসেবে গণ্য নয়; তবে সমমেরুতে বিকর্ষণ হয়, আর বিকর্ষণই চুম্বকত্বের নিশ্চিত পরীক্ষা, কারণ আকর্ষণ অচুম্বকিত লোহাও করে।
মেরু সবসময় জোড়ায় থাকে, একক মেরু (মনোপোল) পাওয়া যায় না। -
৫৬৪
কোনটি ভূ-চুম্বকত্বের উপাদান নয়?
- ক বিচ্যুতি কোণ
- খ আকার
- গ বিনতি কোণ
- ঘ ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক প্রাবল্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আকার
ভূ-চুম্বকত্বের তিনটি উপাদান: বিচ্যুতি কোণ δ (ভৌগোলিক ও চৌম্বক মধ্যতলের কোণ), বিনতি বা নতি কোণ θ (ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্র ও অনুভূমিকের কোণ), অনুভূমিক প্রাবল্য H।
BH = B cosθ, BV = B sinθ, tanθ = BVBH, B = BH2 + BV2।
চৌম্বক বিষুবরেখায় θ = 0°, চৌম্বক মেরুতে θ = 90°; 'আকার' কোনো উপাদান নয়। -
৫৬৫
চৌম্বক পরম প্রবেশ্যতার একক হল-
- ক অ্যাম্পিয়ার মিটার2
- খ নিউটন/মিটার2
- গ হেনরি/মিটার
- ঘ টেসলা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) হেনরি/মিটার
চৌম্বক প্রবেশ্যতা (permeability) μ কোনো মাধ্যমে চৌম্বক ফ্লাক্স চালনার ক্ষমতা; B = μH, F = (μ4π) × m1m2d2।
শূন্যস্থানে μ0 = 4π × 10−7 Hm (হেনরি/মিটার) বা WbA·m বা T·mA; মাত্রা MLT−2I−2।
আপেক্ষিক প্রবেশ্যতা μr = μμ0 মাত্রাহীন; A·m2 চৌম্বক ভ্রামকের একক, T চৌম্বক ক্ষেত্রের একক। -
৫৬৬
চৌম্বক বলরেখার ধর্ম কে উল্লেখ করেন?
- ক ফ্যারাডে
- খ আইনস্টাইন
- গ নিউটন
- ঘ ম্যাক্সওয়েল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ফ্যারাডে
মাইকেল ফ্যারাডে চৌম্বক বলরেখার ধারণা প্রবর্তন করেন ও এর ধর্ম উল্লেখ করেন; বলরেখার কোনো বিন্দুতে স্পর্শক ঐ বিন্দুতে ক্ষেত্রের দিক দেয়।
বলরেখার ধর্ম: চুম্বকের বাইরে N থেকে S মেরুতে, ভেতরে S থেকে N (বদ্ধ বক্ররেখা); দুটি বলরেখা পরস্পরকে ছেদ করে না; ঘনত্ব বেশি হলে ক্ষেত্র প্রবল; দৈর্ঘ্য বরাবর সংকুচিত হতে চায় ও পাশাপাশি বিকর্ষণ করে।
ফ্যারাডে তড়িৎচুম্বকীয় আবেশও (1831) আবিষ্কার করেন; ম্যাক্সওয়েল পরে তড়িৎচুম্বকীয় তত্ত্বকে গাণিতিক রূপ দেন। -
৫৬৭
নিম্নের কোনটি চুম্বকের ধর্ম নয়?
- ক দিকদর্শী ধর্ম
- খ দূরদর্শী ধর্ম
- গ আকর্ষণী ধর্ম
- ঘ চুম্বকন ধর্ম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) দূরদর্শী ধর্ম
চুম্বকের ধর্ম: আকর্ষণী ধর্ম (লোহা, নিকেল, কোবাল্টকে আকর্ষণ করে, মেরুতে আকর্ষণ সবচেয়ে বেশি), দিকদর্শী ধর্ম (মুক্তভাবে ঝুলালে উত্তর-দক্ষিণ দিকে স্থির হয়), চুম্বকন ধর্ম (আবেশে অন্য চুম্বক পদার্থকে চুম্বকে পরিণত করে), সমমেরু বিকর্ষণ ও বিপরীত মেরু আকর্ষণ, মেরুর অবিচ্ছেদ্যতা (একক মেরু পাওয়া যায় না)।
'দূরদর্শী ধর্ম' বলে চুম্বকের কোনো ধর্ম নেই।
চুম্বকের আকর্ষণ ও দিকদর্শী ধর্মের ওপর ভিত্তি করে কম্পাস, চুম্বক পৃথকীকরণ যন্ত্র কাজ করে। -
৫৬৮
একটি সলিনয়েডকে নিম্নের কোনটি বিবেচনা করা হয়?
- ক স্থির চুম্বক
- খ স্থায়ী চুম্বক
- গ তড়িৎ চুম্বক
- ঘ সাধারণ চুম্বক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) তড়িৎ চুম্বক
প্রবাহবাহী সলিনয়েড যতক্ষণ প্রবাহ থাকে ততক্ষণই চুম্বকের মতো আচরণ করে, প্রবাহ বন্ধ করলে চুম্বকত্ব লোপ পায়; তাই এটি তড়িৎ চুম্বক (অস্থায়ী)।
সলিনয়েডের এক প্রান্ত N, অন্য প্রান্ত S মেরু; ভেতরে অক্ষ বরাবর B = μ0nI (n = একক দৈর্ঘ্যে পাক সংখ্যা), প্রান্তে B = 12 μ0nI।
ভেতরে নরম লোহার মজ্জা রাখলে ক্ষেত্র μr গুণ বাড়ে; এটিই বাস্তব তড়িৎ চুম্বক।
স্থায়ী চুম্বক ইস্পাত দিয়ে তৈরি, তড়িৎ চুম্বকের মজ্জা নরম লোহা (উচ্চ প্রবেশ্যতা, কম ধারকত্ব)। -
৫৬৯
গ্যালভানোমিটার সাধারণত কত প্রকার?
- ক 1 প্রকার
- খ 2 প্রকার
- গ 3 প্রকার
- ঘ 4 প্রকার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2 প্রকার
গ্যালভানোমিটার ক্ষুদ্র তড়িৎ প্রবাহের অস্তিত্ব, দিক ও মান নির্ণয়ের যন্ত্র; সাধারণত 2 প্রকার: চল চুম্বক (moving magnet) ও চল কুণ্ডলী (moving coil) গ্যালভানোমিটার।
চল চুম্বকে কুণ্ডলী স্থির, চুম্বক শলাকা ঘোরে (যেমন ট্যানজেন্ট গ্যালভানোমিটার); চল কুণ্ডলীতে চুম্বক স্থির, কুণ্ডলী ঘোরে।
চল কুণ্ডলী গ্যালভানোমিটারে টর্ক τ = NBIA, বিক্ষেপ θ ∝ I, তাই স্কেল সমবিভক্ত।
সমান্তরালে কম মানের শান্ট রোধ যুক্ত করলে অ্যামিটার, শ্রেণিতে বেশি মানের রোধ যুক্ত করলে ভোল্টমিটার হয়। -
৫৭০
কোনো বস্তুর চৌম্বক ধারকত্ব পরিমাপ করা হয়-
- ক চুম্বকায়নকারী বল দ্বারা
- খ সম্পৃক্তি দ্বারা
- গ আবিষ্ট চুম্বকত্ব দ্বারা
- ঘ উপরের কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) আবিষ্ট চুম্বকত্ব দ্বারা
চৌম্বক ধারকত্ব (retentivity) হলো চুম্বকায়নকারী ক্ষেত্র H সরিয়ে নেওয়ার পরও আবিষ্ট চুম্বকত্বের যে অংশ থেকে যায়, তা ধরে রাখার ক্ষমতা; তাই একে অবশিষ্ট আবিষ্ট চুম্বকত্ব (হিস্টেরেসিস লুপে H = 0 বিন্দুর Br) দিয়ে মাপা হয়।
সহনশীলতা (coercivity): অবশিষ্ট চুম্বকত্ব সম্পূর্ণ দূর করতে যে বিপরীত ক্ষেত্র লাগে।
সম্পৃক্তি: H বাড়ালেও চুম্বকায়ন M আর বাড়ে না এমন অবস্থা।
ইস্পাত: ধারকত্ব ও সহনশীলতা বেশি, তাই স্থায়ী চুম্বক; কাঁচা লোহা: ধারকত্ব ও সহনশীলতা কম, হিস্টেরেসিস ক্ষয় কম, তাই ট্রান্সফরমার ও তড়িৎচুম্বকের মজ্জা। -
৫৭১
q আধান বিশিষ্ট একটি গোলককে একটি অপরিবাহী সূতার একপ্রান্ত বেঁধে কৌণিক বেগে ঘোরানো হচ্ছে। ঘূর্ণায়মান আধানটি কী পরিমাণ বিদ্যুৎ উৎপন্ন করবে?
- ক ωq
- খ 2πωq
- গ qω
- ঘ qω2π
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) qω2π
ঘূর্ণনের কম্পাঙ্ক f=ω2π। উৎপন্ন প্রবাহ I=qf=qω2π। -
৫৭২
q পরিমাণ আধান একটি চৌম্বক ক্ষেত্র B-এর সাথে সমান্তরালে v বেগে গতিশীল। উক্ত স্থানে একটি তড়িৎক্ষেত্র E থাকলে আধানের উপর ক্রিয়াশীল বল কত হবে?
- ক q(E + v × B)
- খ q(E + v · B)
- গ qE
- ঘ q(E + B)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) qE
লরেঞ্জ বলের সাধারণ রাশি F=q(E+v×B)। যেহেতু v, B-এর সমান্তরালে গতিশীল, তাই v×B=0, ফলে F=qE। -
৫৭৩
দুইটি সমান্তরাল তারের মধ্যে একই মানের তড়িৎ প্রবাহিত হয় এবং তার দুইটি প্রতি একক দৈর্ঘ্যে F বল দ্বারা একে অপরকে বিকর্ষণ করে। যদি প্রবাহিত তড়িৎ দ্বিগুণ এবং তারদ্বয়ের মধ্যে দূরত্বকে তিন গুণ করা হয় তবে প্রতি একক দৈর্ঘ্যে বলের মান হবে-
- ক 2F3
- খ 4F3
- গ 2F9
- ঘ 4F9
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4F3
একক দৈর্ঘ্যে বল F=μ0I1I22πd∝I2d। প্রবাহ দ্বিগুণ ও দূরত্ব তিনগুণ করলে নতুন বল F′=F×(2)23=4F3। -
৫৭৪
একই বেগে চলমান একটি ইলেক্ট্রন এবং একটি প্রোটনকে একটি অভিন্ন চৌম্বকক্ষেত্রের দিকের সাথে 90o কোণে প্রেরণ করা হলো।তাদের উপর 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
চৌম্বকীয় বল F=qvBsinθ; ইলেকট্রন ও প্রোটনের |q|, v, B ও θ=90∘ সমান হওয়ায় বলের মান সমান হবে, কিন্তু চার্জের বিপরীত চিহ্নের কারণে (F=qv×B) বলের দিক পরস্পর বিপরীত হবে। -
৫৭৫
10 cm দৈর্ঘ্যের 2 A তড়িৎ প্রবাহবিশিষ্ট একটি তারকে 0.2 T চৌম্বকক্ষেত্রে লম্বভাবে স্থাপন করা হলো। তারের উপর 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
চৌম্বক বল F=BIL=0.2×2×0.1=0.04 N (দৈর্ঘ্য 10 cm=0.1 m)। -
৫৭৬
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
সোজা তারের কারণে চৌম্বকক্ষেত্র B=μ0I2πr=(4π×10−7)(70)2π(2)=2×10−7×702=7×10−6 T। -
৫৭৭
একটি বিদ্যুৎ পরিবাহী লম্বা সরল তার থেকে 2cm দূরত্বে চুম্বক ক্ষেত্রের মান 10−6 T হলে তারটির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত বিদ্যুৎ এর পরিমাণ কত?
- ক 0.01A
- খ 0.1A
- গ 1A
- ঘ 10A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.1A
সরল তারের চারপাশে চুম্বকক্ষেত্র B=μ0I2πr। এখানে μ02π=2×10−7 TmA। সুতরাং I=Br2×10−7=10−6×0.022×10−7=0.1 A। -
৫৭৮
10−3 Tesla চুম্বক ক্ষেত্রে সাথে লম্বভাবে অবস্থিত একটি সোজা তার দিয়ে 5A তড়িৎ প্রবাহ প্রবাহিত হচ্ছে। তারটির একক দৈর্ঘ্যের উপর প্রযুক্ত বল নির্ণয় কর।
- ক 5 × 10−3 N
- খ 5 N
- গ 5 × 103 N
- ঘ 10 × 10−3 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 5 × 10−3 N
একক দৈর্ঘ্যের তারে ক্রিয়াশীল বল FL=BI=10−3×5=5×10−3 N/m। (মূল ডকুমেন্টে অপশনগুলোর লেখা টাইপ করার সময় বিকৃত হয়ে গেছে, তবে গণনার ফলাফল এই মানের সাথেই সামঞ্জস্যপূর্ণ)। -
৫৭৯
r ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার একটি তারের মধ্যে দিয়ে I বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে বৃত্তের কেন্দ্রে চৌম্বক কেন্দ্রের চৌম্বক ক্ষেত্রের মান কত?
- ক r μ0r
- খ 2I μ0I
- গ 2r μ0r
- ঘ I
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2I μ0I
r ব্যাসার্ধের বৃত্তাকার তারের কেন্দ্রে I প্রবাহের কারণে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রের সূত্র হলো B=μ0I2r — এটি বায়ো-স্যাভার সূত্র থেকে সরাসরি প্রতিষ্ঠিত একটি প্রমিত ফলাফল এবং এটি তারের পদার্থের উপর নির্ভর করে না। (মূল নথিতে অপশনগুলোর গাণিতিক রূপ টাইপ/স্ক্যানের সময় বিকৃত হয়ে গেছে, তবে প্রমিত সূত্র অনুযায়ী সঠিক মান μ0I2r।) -
৫৮০
ফেরোচৌম্বক যে তাপমাত্রায় প্যারাচৌম্বকে পরিণত হয় তাকে বলা-
- ক Debye temperature
- খ Neel temperature
- গ Curie temperature
- ঘ None of these
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) Curie temperature
যে তাপমাত্রার ঊর্ধ্বে ফেরোচৌম্বক পদার্থ তার স্বতঃস্ফূর্ত চুম্বকত্ব হারিয়ে প্যারাচৌম্বক পদার্থে পরিণত হয়, তাকে কুরি তাপমাত্রা (Curie temperature) বলে।
তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।