JEE Mains · Physics · STD 12 - વિધુતભારો અને ક્ષેત્રો
- JEE Mains 2026
- સરળ
- MCQ
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ, બે બિંદુવત વિદ્યુતભારો \(2 q\) અને \(q\) ને સમઘનના શિરોબિંદુ \(A\) પર અને તેની સપાટી CDEF ના કેન્દ્ર પર મૂકવામાં આવે છે. સમઘનમાંથી પસાર થતું વિદ્યુત ફ્લક્સ ______ છે:

જવાબ ચકાસવા માટે એક વિકલ્પ પસંદ કરો.
જવાબ અને ઉકેલ
સાચો જવાબ
(D) \(\frac{3 q}{4 \varepsilon_0}\)
પગલાવાર ઉકેલ
વિગતવાર સમજૂતી
સ્પષ્ટીકરણ:
સમઘનમાંથી પસાર થતું કુલ વિદ્યુત ફ્લક્સ શોધવા માટે, આપણે ગોસના નિયમ (Gauss's Law) અને સંપાતપણાના સિદ્ધાંત (Principle of Superposition) નો ઉપયોગ કરીશું. આપણે પ્રત્યેક વિદ્યુતભાર દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ફ્લક્સની અલગથી ગણતરી કરીશું અને પછી તેમનો સરવાળો કરીશું.
1. શિરોબિંદુ A પર રહેલા \( 2q \) વિદ્યુતભારનો ફાળો:
સમઘનના ખૂણા (શિરોબિંદુ) પર મુકાયેલો વિદ્યુતભાર તેની આસપાસના કુલ 8 સમાન સમઘન દ્વારા સમાન રીતે વહેંચાયેલો હોય છે. આથી, આ વિદ્યુતભારનો માત્ર \( \frac{1}{8} \) ભાગ જ આપણા સમઘનની "અંદર" ગણાય છે.
શિરોબિંદુ પરના વિદ્યુતભારને કારણે મળતું ફ્લક્સ, \( \phi_1 = \frac{1}{8} \left( \frac{2q}{\epsilon_0} \right) = \frac{q}{4\epsilon_0} \)
2. ફલક CDEF ના કેન્દ્ર પર રહેલા \( q \) વિદ્યુતભારનો ફાળો:
કોઈપણ ફલકની (બાજુની) સપાટીના કેન્દ્ર પર મુકાયેલો વિદ્યુતભાર બરાબર 2 પાસપાસેના સમઘન વચ્ચે સમાન રીતે વહેંચાયેલો હોય છે. આથી, આ વિદ્યુતભારનો માત્ર \( \frac{1}{2} \) ભાગ જ આપણા સમઘનની "અંદર" ગણાય છે.
ફલકના કેન્દ્ર પરના વિદ્યુતભારને કારણે મળતું ફ્લક્સ, \( \phi_2 = \frac{1}{2} \left( \frac{q}{\epsilon_0} \right) = \frac{q}{2\epsilon_0} \)
3. સમઘનમાંથી પસાર થતું કુલ વિદ્યુત ફ્લક્સ (\( \phi \)):
\( \phi = \phi_1 + \phi_2 \)
\( \phi = \frac{q}{4\epsilon_0} + \frac{q}{2\epsilon_0} \)
\( \phi = \frac{q + 2q}{4\epsilon_0} = \frac{3q}{4\epsilon_0} \)
આથી, વિકલ્પ D એ સાચો વિકલ્પ છે.
સમઘનમાંથી પસાર થતું કુલ વિદ્યુત ફ્લક્સ શોધવા માટે, આપણે ગોસના નિયમ (Gauss's Law) અને સંપાતપણાના સિદ્ધાંત (Principle of Superposition) નો ઉપયોગ કરીશું. આપણે પ્રત્યેક વિદ્યુતભાર દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ફ્લક્સની અલગથી ગણતરી કરીશું અને પછી તેમનો સરવાળો કરીશું.
1. શિરોબિંદુ A પર રહેલા \( 2q \) વિદ્યુતભારનો ફાળો:
સમઘનના ખૂણા (શિરોબિંદુ) પર મુકાયેલો વિદ્યુતભાર તેની આસપાસના કુલ 8 સમાન સમઘન દ્વારા સમાન રીતે વહેંચાયેલો હોય છે. આથી, આ વિદ્યુતભારનો માત્ર \( \frac{1}{8} \) ભાગ જ આપણા સમઘનની "અંદર" ગણાય છે.
શિરોબિંદુ પરના વિદ્યુતભારને કારણે મળતું ફ્લક્સ, \( \phi_1 = \frac{1}{8} \left( \frac{2q}{\epsilon_0} \right) = \frac{q}{4\epsilon_0} \)
2. ફલક CDEF ના કેન્દ્ર પર રહેલા \( q \) વિદ્યુતભારનો ફાળો:
કોઈપણ ફલકની (બાજુની) સપાટીના કેન્દ્ર પર મુકાયેલો વિદ્યુતભાર બરાબર 2 પાસપાસેના સમઘન વચ્ચે સમાન રીતે વહેંચાયેલો હોય છે. આથી, આ વિદ્યુતભારનો માત્ર \( \frac{1}{2} \) ભાગ જ આપણા સમઘનની "અંદર" ગણાય છે.
ફલકના કેન્દ્ર પરના વિદ્યુતભારને કારણે મળતું ફ્લક્સ, \( \phi_2 = \frac{1}{2} \left( \frac{q}{\epsilon_0} \right) = \frac{q}{2\epsilon_0} \)
3. સમઘનમાંથી પસાર થતું કુલ વિદ્યુત ફ્લક્સ (\( \phi \)):
\( \phi = \phi_1 + \phi_2 \)
\( \phi = \frac{q}{4\epsilon_0} + \frac{q}{2\epsilon_0} \)
\( \phi = \frac{q + 2q}{4\epsilon_0} = \frac{3q}{4\epsilon_0} \)
આથી, વિકલ્પ D એ સાચો વિકલ્પ છે.
Physics ના વધુ પ્રશ્નો
- સ્પ્રિંગનો સ્પ્રિંગ અચળાંક \((k)\) પ્રાયોગિક રીતે શોધવા માટે, એક વિદ્યાર્થી સમયના માપનમાં \(2 \%\) ધન ત્રુટિ અને દળના માપનમાં \(1 \%\) ઋણ ત્રુટિ કરે છે. \(\mathrm{k}\) ના મૂલ્યના નિર્ધારણમાં ટકાવારી ત્રુટિ _______ છે.JEE Mains 2024 અઘરું
- એક ભૌતિક રાશિ C અન્ય ચાર ભૌતિક રાશિઓ \(\mathrm{p}, \mathrm{q}, \mathrm{r}\) અને s સાથે નીચે મુજબ સંબંધિત છે \(\mathrm{C}=\frac{\mathrm{pq}^2}{\mathrm{r}^3 \sqrt{\mathrm{~s}}}\)
\(\mathrm{p}, \mathrm{q}, \mathrm{r}\) અને s ના માપનમાં ટકાવારી ત્રુટિઓ અનુક્રમે \(1 \%, 2 \% 3 \%\) અને \(2 \%\) છે. C ના માપનમાં ટકાવારી ત્રુટિ _____\(\%\) હશે.JEE Mains 2025 સરળ - બે હલકાં ન્યુક્લિયસી સંયોજાઈને પ્રમાણમાં ભારે ન્યુક્લિયસ બનાવે છે કે જેને નીચેના સૂત્ર વડે આપી શકાય. \({ }_1^2 X+{ }_1^2 X={ }_2^4 Y\) \({ }_1^2 X\) અને \({ }_2^4 Y\) ની પ્રતિ ન્યુક્લિયોન બંધનઊર્જા અનુક્રમે \(1.1\,MeV\) અને \(7.6\,MeV\) છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જા \(MeV\) હશે.JEE Mains 2022 મધ્યમ
- બોહરના પરમાણુ મોડલ અનુસાર હાઈડ્રોજન પરમાણુંનાં કેન્દ્ર આગળ \(n\) મી કક્ષામાં ભ્રમણ કરતાં ઇલેક્ટ્રોનને લીધે ચુંબકીય ક્ષેત્ર કોના સમપ્રમાણમાં હશે? (\(n=\) મુખ્ય ક્વોન્ટમઆંક)JEE Mains 2017 મધ્યમ
- જો લાઇમન શ્રેણીની શ્રેણી-સિમીત આવૃત્તિ \(( Serie limit frequency )\) જો \(v_L\) હોય,તો ફંડ \(( Pund)\) શ્રેણી માટે શ્રેણી-સિમીત આવૃત્તિ ________ થશે.JEE Mains 2018 મધ્યમ
- એક પાતળો બહિર્ગોળ લેન્સ કાચ (\(\mu=1.5\)) માંથી બનાવવામાં આવ્યો છે જેના બંને વક્ર પૃષ્ઠોની વક્રતા ત્રિજ્યા \(20\) cm સમાન છે. લેન્સની ડાબી બાજુની સપાટીને બહારથી ચાંદીનો ઢોળ ચઢાવીને પરાવર્તક બનાવવામાં આવી છે. પ્રતિબિંબ અને વસ્તુનું સ્થાન એક જ જગ્યાએ હોય તે માટે, વસ્તુને લેન્સથી ________ cm અંતરે મૂકવી જોઈએ.JEE Mains 2026 અઘરું
JEE Mains ના વધુ PYQ
- સમાંતર પ્લેટ ધરાવતા સંધારકમાં જ્યારે તે \(10^{6} \,Vs ^{-1}\). ના દરથી વિદ્યુતભારીત થતું હોય ત્યારે પ્લેટોની વચ્ચે \(4.425 \,\mu A\) જેટલી સ્થાનાંતરીય પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે. સંધારકની પ્લેટોનું ક્ષેત્રફળ \(40 \,cm ^{2}\) છે. સંધારકની પ્લેટો વચ્યેનું અંતર \(x \times 10^{-3} \,m\) છે; તો \(x\) = ................ (શન્યાવકાશની પારગમ્યતા (પરમીટીવીટી) \(\varepsilon _{0}=8.85 \times 10^{-12} C ^{2} N ^{-1} m ^{-2}\) છે.)JEE Mains 2022 મધ્યમ
- એક કાર્નો એન્જિનની કાર્યક્ષમતા \(50\,\%\) છે. જો ઠારણ વ્યવસ્થાનું તાપમાન \(40^{\circ} C\) જેટલું ઘટાડવામાં આવે તો તેની કાર્યક્ષમતા \(30 \%\) જેટલી વધે છે. ઉષ્માપ્રાપ્તિ સ્થાનનું તાપમાન ........... \(K\) થશે.JEE Mains 2022 મધ્યમ
- પ્રિઝમનો વક્રીભવનાંક \(\mu=\sqrt{3}\) છે અને લઘુત્તમ વિચલનકોણ અને પ્રિઝમના કોણનો ગુણોત્તર એક છે. પ્રિઝમના કોણનું મૂલ્ય _______ \(^\circ\) છે.JEE Mains 2024 અઘરું
- સિલિકોન \(Si\) અને જર્મેનિયમ \( Ge\) ડાયોડના કટ-ઇન વોલ્ટેજ અનુક્રમે \(0.7 V \) અને \(0.3 V\) છે.જર્મેનિયમ ડાયોડને ઉલટાવવાથી \(V_o\) માં કેટલા ....\(V\) ફેરફાર થાય?
JEE Mains 2019 અઘરું - \(2 {C}\) અને \({C}\) જેટલુ કેપેસીટર ધરાવતા બે કેપેસીટન્સને સમાંતરમાં જોડી \(V\) જેટલા સ્થિતિમાનથી વિદ્યુતભારિત કરવામાં આવે છે. બેટરી દૂર કરી \(C\) કેપેસીટન્સ ધરાવતા કેપેસીટરને \(K\) જેટલો ડાઈઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા માધ્યમથી સંપૂર્ણ પણે ભરવામાં આવે છે. હવે કેપેસીટરનો સમાંતર સ્થિતિમાનનો તફાવત ............ થશે.JEE Mains 2021 મધ્યમ