വൈദ്യുത ചാർജിനും വൈദ്യുത ബലത്തിനും വേണ്ടിയുള്ള സൂത്രവാക്യം

വൈദ്യുത ചാർജിനും വൈദ്യുത ബലത്തിനും ഉദാഹരണ ചോദ്യങ്ങളും സൂത്രവാക്യങ്ങളും

വൈദ്യുതി ചാർജ്

^{1. m = 9√3 x 10 -4} kg പിണ്ഡമുള്ള രണ്ട് സമാന ചാർജുകൾ, l = 1 മീറ്റർ നീളമുള്ള ഒരു കയർ ഉപയോഗിച്ച് ഒരേ ബിന്ദുവിൽ തൂക്കിയിരിക്കുന്നു. രണ്ട് ചാർജുകളും a = 1 മീറ്റർ അകലം കൊണ്ട് വേർതിരിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഓരോ ചാർജിന്റെയും വ്യാപ്തി ....

എ. 4 മൈക്രോകൂലോംബുകൾ
ബി. 2 മൈക്രോകൂലോംബുകൾ
സി. 1 മൈക്രോകൂലോംബ്
ഡി. 0,5 മൈക്രോകൂലോംബ്

ചർച്ച
ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:
സമാനമായ രണ്ട് ചാർജുകൾ എന്നാൽ സമാനമായ രണ്ട് ചാർജുകൾ എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്, അവിടെ സമാനമായ ചാർജുകൾ പരസ്പരം അകറ്റുന്നു.
കയറിന്റെ നീളം (l) = 1 മീറ്റർ
രണ്ട് ചാർജുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം (r) = 1 മീറ്റർ
ചാർജിന്റെ പിണ്ഡം (മീ) = 9√3 x 10^-4 kg
ഗുരുത്വാകർഷണം മൂലമുള്ള ത്വരണം (g) = 10 മീ/സെ.²
ഗുരുത്വാകർഷണം (w) = mg = (9√3 x 10^-4 കിലോഗ്രാം)(10 മീ/സെ²) = 9√3 x 10^-3 ന്യൂട്ടൺ
ചോദിച്ചു : ഓരോ ചാർജിന്റെയും വ്യാപ്തി (q)
ഉത്തരം :

അടിക്കുറിപ്പ്:
F = 1 നും 2 നും ഇടയിലുള്ള വികർഷണ വൈദ്യുതബലം
w₁ = പന്ത് 1 ന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണം
w₂ = പന്ത് 2 ന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണം
T₁ = കയർ ടെൻഷൻ ബലം 1
T_1x = x-അക്ഷത്തിൽ കയർ 1 ന്റെ പിരിമുറുക്ക ബലത്തിന്റെ ഘടകം
T_1y = y-അക്ഷത്തിൽ കയർ 1 ന്റെ പിരിമുറുക്ക ബലത്തിന്റെ ഘടകം
T₂ = കയർ ടെൻഷൻ ബലം 2
T_2x = x-അക്ഷത്തിൽ കയർ 2 ന്റെ പിരിമുറുക്ക ബലത്തിന്റെ ഘടകം
T_2y = y-അക്ഷത്തിൽ കയർ 2 ന്റെ പിരിമുറുക്ക ബലത്തിന്റെ ഘടകം
l₁ = കയറിന്റെ നീളം 1
l_1x = x-അക്ഷത്തിലുള്ള സ്ട്രിങ്ങിന്റെ നീളത്തിന്റെ ഘടകം
l_1y = y-അക്ഷത്തിലെ സ്ട്രിങ്ങിന്റെ നീളത്തിന്റെ ഘടകം

cos θ യുടെ മൂല്യം കണക്കാക്കുക:

കയറിന്റെ പിരിമുറുക്ക ബലം കണക്കാക്കുക (T ₁ ):

sin θ യുടെ മൂല്യം കണക്കാക്കുക:

_{x-അക്ഷത്തിൽ (T 1x} ) കയറിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ടെൻഷൻ ബലത്തിന്റെ ഘടകം കണക്കാക്കുക :

രണ്ട് പന്തുകളും സന്തുലിതാവസ്ഥയിലായതിനാൽ T _1x = F = 9 x 10 ^-3 ന്യൂട്ടൺ

കൂലോംബിന്റെ നിയമ സൂത്രവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് ഓരോ പന്തിന്റെയും ചാർജ് കണക്കാക്കുക:

ഓരോ ചാർജിന്റെയും കാന്തിമാനം 1 x 10 ആണ്.^-6 കൂലോംബ് അല്ലെങ്കിൽ 1 മൈക്രോകൂലോംബ്.
ശരിയായ ഉത്തരം സി ആണ്.

വൈദ്യുത ചാർജുള്ള ഒരു വസ്തു നിർമ്മിക്കൽ

1. ഒരു വസ്തുവിന് വൈദ്യുത ചാർജ് നൽകുന്നതിനുള്ള രണ്ട് വഴികൾ....
എ. തിരുമ്മലും വൈദ്യുതകാന്തികതയും
ബി. ഇൻഡക്ഷൻ ആൻഡ് ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിസം
സി. തിരുമ്മലും ഇൻഡക്ഷനും
ഡി. ഇൻഡക്ഷൻ ആൻഡ് മാഗ്നൈസേഷൻ
ചർച്ച
ഒരു വസ്തുവിന് വൈദ്യുത ചാർജ് നൽകുന്നതിനുള്ള രണ്ട് വഴികൾ തിരുമ്മലും ഇൻഡക്ഷനും ആണ്.
ഒരു വസ്തുവിന് പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് വൈദ്യുത ചാർജ് ലഭിക്കാൻ, മറ്റൊരു വസ്തുവിനെ ഉപയോഗിച്ച് ആ വസ്തുവിനെ ഉരച്ച്, ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു ഗ്ലാസ് വടി കമ്പിളി ഉപയോഗിച്ച് ഉരയ്ക്കുകയോ, ഉണങ്ങിയ മുടിയിൽ ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് ചീപ്പ് ഉരയ്ക്കുകയോ ചെയ്യുക. ഘർഷണ സമയത്ത്, ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരു വസ്തുവിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു, അങ്ങനെ ഒരു വസ്തുവിൽ അധിക ഇലക്ട്രോണുകൾ (പ്രോട്ടോണുകളുടെ അഭാവം) ഉണ്ടാകുകയും പിന്നീട് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആകുകയും, മറ്റേ വസ്തുവിൽ ഇലക്ട്രോണിന്റെ കുറവ് (പ്രോട്ടോണുകളുടെ അഭാവം) ഉണ്ടാകുകയും തുടർന്ന് പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആകുകയും ചെയ്യുന്നു.
ചാർജ്ജ് ചെയ്ത വസ്തുവിനെ ഒരു ന്യൂട്രൽ ലോഹ ഗോളത്തിന് സമീപം കൊണ്ടുവന്ന്, എന്നാൽ അത് തൊടാതെ തന്നെ ചാർജ്ജ് ചെയ്ത വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു രീതിയാണ് ഇൻഡക്ഷൻ. ചാർജ്ജ് ചെയ്യേണ്ട വസ്തുവിന് സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കണം, കാരണം വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഒരു വസ്തുവിൽ നിന്ന് പ്രേരിതമാകുമ്പോൾ ഈ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ചലിക്കാൻ കഴിയും. ലോഹ വസ്തുക്കൾക്ക് സാധാരണയായി സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകും. ഗ്ലാസ്, പ്ലാസ്റ്റിക്, മരം തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കൾക്ക് ഇൻഡക്ഷൻ വഴി വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, കാരണം ഈ വസ്തുക്കൾക്ക് സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾ ഇല്ല.
ശരിയായ ഉത്തരം സി ആണ്.

വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ തരങ്ങൾ

2. നാല് ചാർജ്ജ് വസ്തുക്കൾ (P, Q, R, S) താഴെ പറയുന്ന രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. P, Q എന്നിവ പരസ്പരം പുറന്തള്ളുന്നു, P, R എന്നിവ പരസ്പരം ആകർഷിക്കുന്നു, R, S എന്നിവ പരസ്പരം പുറന്തള്ളുന്നു. താഴെ പറയുന്ന പ്രസ്താവനകളിൽ ഏതാണ് ശരി?
A. P നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആണെങ്കിൽ, S നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആണ്.
B. Q നെഗറ്റീവായി ചാർജ്ജ് ചെയ്‌താൽ, S നെഗറ്റീവായി ചാർജ്ജ് ചെയ്‌തിരിക്കും.
C. R നെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആണെങ്കിൽ, P നെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആണ്.
D. S നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളതാണെങ്കിൽ, P പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ളതായിരിക്കും.
ചർച്ച
P യും Q യും പരസ്പരം വികർഷിക്കുന്നു, കാരണം P യും Q യും ഒരേ ചാർജുള്ളവയാണ്.
P ഉം R ഉം പരസ്പരം ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു, അതിനാൽ P ഉം R ഉം വ്യത്യസ്ത ചാർജുകൾ വഹിക്കുന്നു.
R ഉം S ഉം പരസ്പരം വികർഷിക്കുന്നു, അതിനാൽ R ഉം S ഉം ഒരേ ചാർജ്ജ് വഹിക്കുന്നു.

അപ്പോൾ P ഉം Q ഉം പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ളതാണെങ്കിൽ R ഉം S ഉം നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളതായിരിക്കും അല്ലെങ്കിൽ P ഉം Q ഉം നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളതാണെങ്കിൽ R ഉം S ഉം പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ളതായിരിക്കും.
ശരിയായ ഉത്തരം D ആണ്.

3. റീജൻസി/സിറ്റി ലെവൽ നമ്പർ 59 ലെ ജൂനിയർ ഹൈസ്കൂളുകൾക്കായുള്ള 2011 നാഷണൽ സയൻസ് ഒളിമ്പ്യാഡ് ചോദ്യങ്ങൾ
ഒരു വസ്തുവിന് പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ഉണ്ടെന്ന് പറയുന്നത്...
എ. വസ്തുവിന് പ്രോട്ടോണുകൾ ലഭിക്കുന്നു.
ബി. വസ്തുക്കൾ പ്രോട്ടോണുകൾ പുറത്തുവിടുന്നു
സി. വസ്തുക്കൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിക്കുന്നു
ഡി. വസ്തുക്കൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ പുറത്തുവിടുന്നു
ചർച്ച
പ്രോട്ടോണുകൾ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ളവയാണ്, അതേസമയം ഇലക്ട്രോണുകൾ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളവയാണ്. പ്രോട്ടോണുകൾ ആറ്റങ്ങളുടെ മധ്യഭാഗത്തായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, അവ ഒരു വസ്തുവിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് നീങ്ങുന്നത് തടയുന്നു. മറുവശത്ത്, ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്, അവ ഒരു വസ്തുവിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് നീങ്ങാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകൾ പുറത്തുവിടുന്നതിലൂടെയോ ഇലക്ട്രോണുകൾ നേടുന്നതിലൂടെയോ വസ്തുക്കൾ വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഒരു വസ്തു ഇലക്ട്രോണുകൾ നേടുകയാണെങ്കിൽ, അതിന് അധിക ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകും (പ്രോട്ടോണുകളുടെ അഭാവം), അതിന്റെ ഫലമായി നെഗറ്റീവ് ചാർജ് ഉണ്ടാകും. ഒരു വസ്തു ഇലക്ട്രോണുകൾ പുറത്തുവിടുകയാണെങ്കിൽ, അതിന് അധിക ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകും (പ്രോട്ടോണുകളുടെ അധികത്വം), അതിന്റെ ഫലമായി പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ഉണ്ടാകും.
മുകളിലുള്ള ചോദ്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഒരു വസ്തു ഇലക്ട്രോണുകൾ പുറത്തുവിടുകയാണെങ്കിൽ ആ വസ്തുവിന് പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ഉണ്ടെന്ന് പറയപ്പെടുന്നു.
ശരിയായ ഉത്തരം D ആണ്.

വൈദ്യുത ശക്തി

4. Q യുടെ രണ്ട് വൈദ്യുത ചാർജുകൾ വീതം₁ കൂടാതെ ക്യു₂ R അകലെയാണെങ്കിൽ, അതിന് 100 N വികർഷണബലമുണ്ട്. രണ്ട് ചാർജുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം 1/3 R ആയി കുറച്ചാൽ, വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ വികർഷണബലം .... ആയി മാറുന്നു.
എ. 33,33 എൻ
ബി. 100 എൻ
സി. 300 എൻ
ഡി. 900 എൻ
ചർച്ച
ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:
വൈദ്യുത ചാർജ് 1 = Q₁
വൈദ്യുത ചാർജ് 2 = Q₂
രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം = R
രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള വികർഷണബലം (F) = 100 ന്യൂട്ടണുകൾ
വികർഷണബലം എന്നാൽ രണ്ട് വൈദ്യുത ചാർജുകളും ഒരേ തരത്തിലുള്ളതാണെന്നും, രണ്ടും പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് ആണെന്നും അർത്ഥമാക്കുന്നു.
ചോദിച്ചു: രണ്ട് ചാർജുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം 1/3 R ആയി കുറച്ചാൽ, വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ വികർഷണബലം... ആയി മാറുന്നു.
ഉത്തരം :
കൂലോംബിന്റെ നിയമ സൂത്രവാക്യം:
എഫ് = കെ ക്യു₁ Q₂ / ആർ₂
R = 1 ആയാൽ Q യുടെ മൂല്യം എന്ന് കരുതുക.₁.Q₂ കണക്കാക്കാം:

രണ്ട് ചാർജുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം 1/3 R ആയി കുറച്ചാൽ, വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ (F) വികർഷണബലം ഇങ്ങനെയാകും:

ശരിയായ ഉത്തരം D ആണ്.

5. പോയിന്റ് ചാർജ് Q₁ = +4e ഉം പോയിന്റ് ചാർജ് Q ഉം₂ = -3e താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ പരസ്പരം 0,3 മീറ്റർ അകലെ പിടിച്ചിരിക്കുന്നു. അപ്പോൾ ചാർജ് Q-യിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത ബലം₂ പൂജ്യമാണ്, പോയിന്റ് ചാർജ് Q₃ = +16e… എന്നതിൽ സ്ഥാപിക്കണം.
A. Q യുടെ ഇടതുവശത്തേക്ക് 0,3 മീ.₁
B. Q യുടെ വലതുവശത്തേക്ക് 0,6 മീ.₁
C. Q യുടെ വലതുവശത്തേക്ക് 0,6 മീ.₂
D. Q യുടെ ഇടതുവശത്തേക്ക് 0,9 മീ.₂
ചർച്ച
ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്:
ഒരു ഇലക്ട്രോണിന്റെയോ (-e) പ്രോട്ടോണിന്റെയോ (+e) ചാർജ് = 1,60 x 10^-19 കൂലോംബ്
പോയിന്റ് ചാർജ് Q₁ = +4ഇ
പോയിന്റ് ചാർജ് Q₂ = -3e
പോയിന്റ് ചാർജ് Q₃ = +16ഇ
പോയിന്റ് ചാർജുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം Q₁ പോയിന്റ് ചാർജ് Q₂ = 0,3 മീറ്റർ
ചോദ്യം: ചാർജിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത ബലം Q ആകുമ്പോൾ₂ പൂജ്യമാണ്, പോയിന്റ് ചാർജ് Q₃ = +16e… എന്നതിൽ സ്ഥാപിക്കണം.
ഉത്തരം :
ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുതബലം Q₁ ചാർജ് Q₂ :

ചാർജ് Q ₁ പോസിറ്റീവ് ആയും ചാർജ് Q _{2 നെഗറ്റീവ് ആയും ആയതിനാൽ വൈദ്യുത ബലം F 12} ന്റെ ദിശ ഇടതുവശത്തേക്ക് (ചാർജ് Q ₁ ലേക്ക് ) ആണ്.

അപ്പോൾ ചാർജ് Q-യിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുതബലം₂ പൂജ്യമാണെങ്കിൽ ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത ബലത്തിന്റെ വ്യാപ്തി Q₂ ചാർജ് Q₃ (F₃₂) = ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത ബലത്തിന്റെ വ്യാപ്തി Q₁ ചാർജ് Q₂ (F₁₂) ദിശ F₃₂ F യുടെ ദിശയ്ക്ക് വിപരീതമായിരിക്കണം₁₂. ദിശ F₁₂ ഇടതുവശത്തേക്ക്, അതിനാൽ ദിശ F₃₂ വലത്തോട്ട് പോകണം. Q ഓർമ്മിക്കുക₃ പോസിറ്റീവ് ആണ്, Q ആണ്₂ ഒരു നെഗറ്റീവ് ചാർജ് ആയതിനാൽ, F ന്റെ ദിശ₃₂ വലതുവശത്തേക്ക്, തുടർന്ന് ചാർജ് Q₃ Q യുടെ വലതുവശത്ത് സ്ഥാപിക്കണം₂

_{ചാർജ് Q 2} ഉം ചാർജ് Q _{3 ഉം} തമ്മിലുള്ള ദൂരം കൂലോംബിന്റെ നിയമ സൂത്രവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:

ശരിയായ ഉത്തരം സി ആണ്.

ചോദ്യ ഉറവിടം:

ജൂനിയർ ഹൈസ്കൂൾ ഫിസിക്സ് OSN ചോദ്യങ്ങൾ