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 ৩১/৩৪
-
৬০১
Stainless Steel এ Steel ছাড়া আর কী থাকে?
- ক ক্রোমিয়াম
- খ ভ্যানাডিয়াম
- গ ম্যাগনেশিয়াম
- ঘ নিকেল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ক্রোমিয়াম
স্টেইনলেস স্টিল হলো লোহা-কার্বনের সংকর ধাতু (স্টিল) এর সাথে ক্রোমিয়াম (সাধারণত কমপক্ষে ১০.৫%) মিশিয়ে তৈরি একটি সংকর ধাতু, যা একে মরিচারোধী (corrosion-resistant) করে তোলে। -
৬০২
পূর্ব-পশ্চিম বরাবর একটি বৈদ্যুতিক তার বিদ্যুৎ বহন করে এবং 10−4 T ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের জন্য প্রতি একক দৈর্ঘ্যে 10−3 N বল প্রয়োগ হয়। তারটি কী পরিমাণ বিদ্যুৎ বহন করে?
- ক 5 A
- খ 15 A
- গ 10 A
- ঘ (বইয়ে এই অপশন ছাপা ছিল না)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 10 A
তারের একক দৈর্ঘ্যে বল FL = BI ⇒ I = (FL)B। এখানে FL = 10−3 N/m এবং B = 10−4 T। I = 10−310−4 = 10 A। [নোট: বইয়ে মূলত ৩টা অপশন (ক,খ,গ) ছাপা ছিল, ঘ অপশন নেই।] -
৬০৩
2×10−17 C চার্জের একটি কণা 4×10−7 Wb m−2 মানের চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থির অবস্থায় কত নিউটন বল অনুভব করবে?
- ক 8×10−24 N
- খ 5×10−8 N
- গ 2×10−8 N
- ঘ 0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0
লরেঞ্জ বলের সূত্র F = qvBsinθ। কণাটি স্থির অবস্থায় আছে অর্থাৎ v = 0, তাই চৌম্বক বল F = 0। স্থির চার্জের ওপর চৌম্বক ক্ষেত্র কোনো বল প্রয়োগ করে না, চার্জিত কণা গতিশীল থাকলেই কেবল চৌম্বক বল কার্যকর হয়। -
৬০৪
⚠️[যাচাই দরকার] AB তারের কোন আকৃতির জন্য C বিন্দুতে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রের মান সর্বাধিক হবে?
- ক [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
- খ [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
- গ [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
- ঘ চতুর্থ চিত্র
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: ক/খ/গ অপশন তিনটাই ভিন্ন ভিন্ন তারের আকৃতির ছবি (image8.jpg-এ আংশিক দেখা যায়: সোজা, অর্ধবৃত্তাকার ইত্যাদি), টেক্সটে নেই — শুধু "ঘ) চতুর্থ চিত্র" টেক্সট আকারে আছে। বইয়ের পাতার ছবি থেকে ৪টা আকৃতি স্পষ্টভাবে দেখে সঠিক অপশন নির্ধারণ করতে হবে। -
৬০৫
তড়িৎবাহী একটি লম্বা তারের a লম্ব দূরত্বে কোনো বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান কত?
- ক B = μ0a(2π)
- খ B = μ0a(2πI)
- গ B = μ0I(2πa)
- ঘ B = μ0I(2πa2)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) B = μ0I(2πa)
তড়িৎবাহী লম্বা সোজা তারের চারপাশে লম্ব দূরত্ব a এ চৌম্বক ক্ষেত্রের মান B = μ0I(2πa) — এটি বায়োট-সাভার্ট সূত্র থেকে প্রতিষ্ঠিত মৌলিক সূত্র। -
৬০৬
একই দৈর্ঘ্যের দুটি তারের একটি বর্গাকার এবং অন্যটিকে বৃত্তাকার বাঁকানো হলো। ওদের মধ্যে একই প্রবাহমাত্রা পাঠালে চৌম্বক ভ্রামকের অনুপাত কত?
- ক 2 : π
- খ π : 2
- গ π : 4
- ঘ 8 : π
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) π : 4
একই দৈর্ঘ্য L এর তার দিয়ে বর্গ ও বৃত্ত গঠন করা হলে এবং একই প্রবাহ I পাঠালে চৌম্বক ভ্রামক m = IA অনুপাতে থাকে ক্ষেত্রফলের অনুপাতে। বর্গের বাহু = L4, ক্ষেত্রফল = L216। বৃত্তের পরিধি = L = 2πr ⇒ r = L(2π), ক্ষেত্রফল = πr2 = L2(4π)। অনুপাত (বর্গ : বৃত্ত) = (L216) : (L2(4π)) = (116) : (1(4π)) = π : 4। -
৬০৭
নিচের কোন সমীকরণটি ঠিক নয়?
- ক B = μ0(H + 1)
- খ B = μ0H(1 + χ)
- গ I = (B − μ0H)μ0
- ঘ χ = μr − 1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) B = μ0(H + 1)
প্রকৃত সম্পর্কটি হলো B = μ0(H + I), যেখানে I হলো চুম্বকায়ন তীব্রতা (magnetization)। (ক) অপশনে I এর জায়গায় একটি বিশুদ্ধ সংখ্যা 1 বসানো হয়েছে অর্থাৎ B = μ0(H + 1), যা মাত্রাগত দিক থেকে ভুল — চৌম্বক প্রাবল্য H এর সাথে একক-বিহীন সংখ্যা যোগ করা যায় না। (খ) B = μ0H(1+χ), (গ) I = (B − μ0H)μ0 এবং (ঘ) χ = μr − 1 — এই তিনটিই প্রতিষ্ঠিত সঠিক সম্পর্ক। তাই ভুল সমীকরণ হলো (ক)। -
৬০৮
ভূ-চৌম্বকত্বের অনুভূমিক উপাংশ H = 0.3 Oe। S.I. পদ্ধতিতে এর মান
- ক 0.3 A m−1
- খ 300 A m−1
- গ 24 A m−1
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 24 A m−1
CGS একক ওরস্টেডকে SI এককে রূপান্তর: 1 Oe = 1000(4π) Am ≈ 79.58 Am। H = 0.3 Oe = 0.3 × 79.58 ≈ 23.9 ≈ 24 A m−1। -
৬০৯
পূর্ব-পশ্চিমে প্রসারিত একটি তারে প্রবাহমাত্রা 20 A। ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ (H = 10−4 T)। তারের একক দৈর্ঘ্যে কত বল ক্রিয়া করবে?
- ক 2×10−3 N
- খ 5×10−3 N
- গ 5×10−5 N
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2×10−3 N
তারটি পূর্ব-পশ্চিমে বিস্তৃত, আর ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশ H চৌম্বক মেরিডিয়ান বরাবর অর্থাৎ উত্তর-দক্ষিণে ক্রিয়া করে। ফলে তার ও H পরস্পর লম্ব (θ = 90°)। একক দৈর্ঘ্যে বল FL = HI sinθ = HI = 10−4 × 20 = 2×10−3 N। -
৬১০
একটি হাইড্রোজেন পরমাণুতে ইলেকট্রন প্রোটনের চারদিকে 2×106 m s−1 বেগে 0.5 Å ব্যাসার্ধের বৃত্ত বরাবর ঘুরছে। কক্ষের তুল্য চৌম্বক ভ্রামক কত?
- ক 2×10−14 A m2
- খ 4×10−24 A m2
- গ 8×10−24 A m2
- ঘ 16×10−24 A m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 8×10−24 A m2
ইলেকট্রনের তুল্য প্রবাহ I = ev(2πr), কক্ষপথের ক্ষেত্রফল A = πr2, তাই তুল্য চৌম্বক ভ্রামক m = IA = evr2। m = ½ × 1.6×10−19 × 2×106 × 0.5×10−10 = 8×10−24 A·m2 (যেহেতু 0.5 Å = 0.5×10−10 m)। -
৬১১
10 cm দীর্ঘ এবং 0.3 g ভরের একটি তার অনুভূমিকতায় আছে এবং এতে প্রবাহমাত্রা 5 A। চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রাবল্য কত হলে তারটি ভাসমান থাকবে? (g = 10 m s−2)
- ক 3×10−3 T
- খ 6×10−3 T
- গ 3×10−4 T
- ঘ 6×10−4 T
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 6×10−3 T
তারটি ভাসমান থাকার শর্তে চৌম্বক বল ওজনের সমান হবে: BIL = mg ⇒ B = mg(IL)। m = 0.3 g = 3×10−4 kg, L = 0.1 m, I = 5 A। B = (3×10−4 × 10)(5×0.1) = 3×10−30.5 = 6×10−3 T। -
৬১২
⚠️[যাচাই দরকার] একটি প্রোটন 30° কোণে 2×107 m s−1 গতিবেগে একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে প্রবেশ করল। প্রোটনের ওপর চৌম্বক বল কত?
- ক 0.24×10−12 N
- খ 2.4×10−12 N
- গ 24×10−12 N
- ঘ 0.024×10−12 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.24×10−12 N
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: প্রশ্নে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান (B) উল্লেখ নেই, তথ্য অসম্পূর্ণ; বইয়ের মূল প্রশ্ন যাচাই প্রয়োজন | সম্ভাব্য ব্যাখ্যা (নিশ্চিত না): প্রোটনের ওপর চৌম্বক বল F = qvB sinθ নির্ণয়ের জন্য বেগ v, কোণ θ এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের মান B প্রয়োজন। প্রশ্নে θ=30° এবং v=2×10⁷ m/s দেওয়া থাকলেও চৌম্বক ক্ষেত্রের মান (B) উল্লেখ নেই, তাই নির্দিষ্ট সংখ্যাগত উত্তর নির্ণয় করা সম্ভব হচ্ছে না। -
৬১৩
⚠️[যাচাই দরকার] একটি বৃত্তাকার কুণ্ডলীর ব্যাসার্ধ 4 cm এবং পাক সংখ্যা 20, কুণ্ডলীর চৌম্বক ভ্রামক
- ক 3000 A m2
- খ 0.3 A m2
- গ 300 A m2
- ঘ 75 A m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 3000 A m2
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: প্রশ্নে প্রবাহমাত্রার (I) মান উল্লেখ নেই (বইয়ের এই প্রশ্নে সম্ভবত তথ্য বাদ পড়েছে)। I=3A ধরলে অপশন (খ) 0.3 A m² হুবহু মেলে, কিন্তু এটা অনুমান -- বইয়ের পাতা দেখে আসল I-এর মান বসিয়ে নিশ্চিত করতে হবে। | সম্ভাব্য ব্যাখ্যা (নিশ্চিত না): কুণ্ডলীর চৌম্বক ভ্রামক m = NIA = NI×πr²। প্রশ্নে প্রবাহমাত্রার মান সরাসরি উল্লেখ নেই (সম্ভবত নিষ্কাশনের সময় বাদ পড়েছে)। বিপরীতমুখী গণনায় দেখা যায়, I = 3 A ধরলে m = 20×3×π×(0.04)² = 20×3×π×0.0016 ≈ 0.3 A·m², যা অপশন (খ)-এর সাথে হুবহু মিলে যায় এবং অন্য কোনো সাধারণ I-এর মানে বাকি অপশনগুলোর সাথে সংগতিপূর্ণ ফল পাওয়া যায় না। তাই I = 3 A অনুমান করে উত্তর (খ) ধরা হলো। -
৬১৪
বৃত্তপথে একটি ইলেকট্রন সেকেন্ডে 6×1015 বার পাক খায়। তড়িৎ প্রবাহমাত্রা কত? (e = 1.6×10−19 C)
- ক 0.96 mA
- খ 0.96 μA
- গ 2.88 A
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.96 mA
প্রতি সেকেন্ডে n বার পাক খাওয়া একটি আধান তুল্য প্রবাহ I = e×n তৈরি করে। I = 1.6×10−19 × 6×1015 = 9.6×10−4 A = 0.96 mA। -
৬১৫
⚠️[যাচাই দরকার] কোনো স্থানে ভূ-চৌম্বকত্বের অনুভূমিক উপাংশ এর উল্লম্ব উপাংশের 2 গুণ। ওই স্থানে বিনতি কোণ
- ক 75°
- খ 60°
- গ 45°
- ঘ 30°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 75°
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: প্রদত্ত অনুপাত (√2) থেকে কোনো আদর্শ কোণ (30°/45°/60°/75°) পাওয়া যায় না (প্রকৃত মান ≈35.26°); সম্ভবত মূল প্রশ্নে ভিন্ন মান (যেমন √3) ছিল, বইয়ের পাতা যাচাই প্রয়োজন | সম্ভাব্য ব্যাখ্যা (নিশ্চিত না): বিনতি কোণের সংজ্ঞা অনুযায়ী tanδ = Z/H। প্রদত্ত H = √2 × Z হলে tanδ = 1/√2, যা থেকে δ ≈ 35.26° পাওয়া যায়, যা প্রদত্ত কোনো অপশনের (75°, 60°, 45°, 30°) সাথে মেলে না। -
৬১৬
হাইড্রোজেন পরমাণুতে e আধানযুক্ত একটি ইলেকট্রন r ব্যাসার্ধের বৃত্ত বরাবর v বেগে ঘুরছে। ইলেকট্রনের কক্ষের চৌম্বক ভ্রামক কত?
- ক ½erv
- খ erv
- গ evr
- ঘ ½evr2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ½erv
ইলেকট্রন T = 2πrv সময়ে একবার পাক খায়, তাই তুল্য প্রবাহ I = eT = ev(2πr)। কক্ষপথের ক্ষেত্রফল A = πr2 হওয়ায় তুল্য চৌম্বক ভ্রামক m = IA = [ev(2πr)] × πr2 = evr2 = ½evr (অর্থাৎ ½erv)। -
৬১৭
⚠️[যাচাই দরকার] একটি বৃত্তাকার তারের ব্যাসার্ধ 10 cm এবং প্রবাহমাত্রা 5 A হলে চৌম্বক ভ্রামক S.I. এককে কত?
- ক 0.5
- খ 5
- গ 0.05
- ঘ 50
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.5
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: গণনায় প্রাপ্ত সঠিক মান (≈0.157 A·m²) কোনো অপশনের সাথে মেলে না, বইয়ের মূল প্রশ্ন/অপশন যাচাই প্রয়োজন | সম্ভাব্য ব্যাখ্যা (নিশ্চিত না): একটি একক পাকের বৃত্তাকার তারের চৌম্বক ভ্রামক m = IA = I×πr²। r = 10 cm = 0.1 m, I = 5 A হলে m = 5 × π × (0.1)² = 5 × π × 0.01 ≈ 0.157 A·m²। এই মান প্রদত্ত কোনো অপশনের (0.5, 5, 0.05, 50) সাথে সঙ্গতিপূর্ণভাবে মেলে না। -
৬১৮
⚠️[যাচাই দরকার] একটি দীর্ঘ সোজা তড়িৎ পরিবাহী তারের অক্ষ থেকে দূরত্বের সঙ্গে চৌম্বক প্রাবল্যের পরিবর্তন কীরূপ হবে?
- ক [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
- খ [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
- গ [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
- ঘ [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) [যাচাই দরকার — বইয়ের পাতার ছবি থেকে অপশন বসাতে হবে]
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: সবগুলো অপশনই B-বনাম-r লেখচিত্র (গ্রাফ) আকারে, টেক্সট অপশন ডকে নেই — সংযুক্ত ছবি (image9.jpg) আংশিক/কাটা, ৪টা অপশন আলাদা করে বোঝা যাচ্ছে না। বইয়ের পাতার ছবি থেকে ৪টা গ্রাফ আলাদা করে বসাতে হবে। (সূত্রগতভাবে সঠিক উত্তর হওয়া উচিত B ∝ 1/r অর্থাৎ hyperbola-আকৃতির ক্রমহ্রাসমান রেখচিত্র — কিন্তু কোন অপশন-লেটার (ক/খ/গ/ঘ) সেটা, তা ছবি ছাড়া নিশ্চিত করা যাচ্ছে না) -
৬১৯
ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের উল্লম্ব উপাংশের মান শূন্য হয়
- ক নিরক্ষীয় অঞ্চলে
- খ মেরু অঞ্চলে
- গ 60° অক্ষাংশে
- ঘ 90° অক্ষাংশে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) নিরক্ষীয় অঞ্চলে
নিরক্ষীয় অঞ্চলে পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র রেখা ভূপৃষ্ঠের সমান্তরালে (সম্পূর্ণ অনুভূমিক) থাকে, তাই সেখানে উল্লম্ব উপাংশ Z = 0 এবং বিনতি কোণ δ = 0। -
৬২০
কোনো সমস চুম্বকের দোলনকাল 2 sec এবং জড়তার ভ্রামক 8.8×10−6 kg m2। ওই স্থানের ভূ-চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুভূমিক উপাংশের মান 45 μT হলে চুম্বকটির চৌম্বক ভ্রামক নির্ণয় কর।
- ক 2.63 A m3
- খ 1.75 A m2
- গ 1.92×10−6 A m2
- ঘ 2.16 A m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ?)
দোলনরত চুম্বকের জন্য T = 2πI(mH), তাই চৌম্বক ভ্রামক m = 4π2I(T2H)। m = 4×(3.1416)2×8.8×10−6(22 × 45×10−6) = 4×9.87×8.8×10−6(4×45×10−6) ≈ 1.93 A·m2। (অপশন ঙ-তে একক ছাপার ভুলে 'A m−2' লেখা হয়েছে, প্রকৃত সঠিক একক A·m2, তবে সংখ্যাগত মান হিসাবের সাথে মিলে যায়।)
তড়িৎ প্রবাহের চৌম্বক ক্রিয়া ও চুম্বকত্ব নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।