JEE Mains · Physics · STD 12 - વિધુતભારો અને ક્ષેત્રો
- JEE Mains 2025
- અઘરું
- MCQ
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ એક ધાતુની વલય સમાન રીતે વિદ્યુતભારિત છે. AC અને BD પરસ્પર લંબ વ્યાસ છે. ચાપ \(\operatorname{arc} \mathrm{AB}\) ને કારણે 'O' પર વિદ્યુતક્ષેત્રનું મૂલ્ય 'E' છે. ચાપ ABC ને કારણે 'O' પર વિદ્યુતક્ષેત્રનું મૂલ્ય કેટલું હશે?

જવાબ ચકાસવા માટે એક વિકલ્પ પસંદ કરો.
જવાબ અને ઉકેલ
સાચો જવાબ
(B) \(\sqrt{2} \mathrm{E}\)
પગલાવાર ઉકેલ
વિગતવાર સમજૂતી

ધારો કે ધાતુની રીંગને (metallic ring) ચાર સમાન ચતુર્થાંશમાં (quadrants) વહેંચવામાં આવી છે: ચાપ (arc) AB, ચાપ BC, ચાપ CD, અને ચાપ DA.
કેમકે વિદ્યુતભાર વિતરણ (charge distribution) સમાન છે, તેથી દરેક ચતુર્થાંશના કારણે કેન્દ્ર 'O' પર વિદ્યુત ક્ષેત્રનું (electric field) મૂલ્ય (magnitude) સમાન હશે. આપણને આપેલ છે કે ચાપ AB ના કારણે વિદ્યુત ક્ષેત્રનું મૂલ્ય \( E \) છે.
કોઈપણ સમાન રીતે વિદ્યુતભારિત ચાપ માટે વિદ્યુત ક્ષેત્ર સદિશ (vector) તેના કોણ દ્વિભાજક (angle bisector) ની દિશામાં, ધન વિદ્યુતભારથી દૂર તરફ હોય છે.
- ધારો કે ચાપ AB ના કારણે વિદ્યુત ક્ષેત્ર \( \vec{E}_{AB} \) છે (મૂલ્ય = \( E \)).
- ધારો કે ચાપ BC ના કારણે વિદ્યુત ક્ષેત્ર \( \vec{E}_{BC} \) છે (મૂલ્ય = \( E \)).
કેમકે AC અને BD પરસ્પર લંબ વ્યાસ (mutually perpendicular diameters) છે, તેથી ચતુર્થાંશ AB અને BC એકબીજાથી 90° ના ખૂણે છે. પરિણામે, તેમના સંબંધિત વિદ્યુત ક્ષેત્ર સદિશો, \( \vec{E}_{AB} \) અને \( \vec{E}_{BC} \), પણ એકબીજાને લંબ હશે.
સંયુક્ત ચાપ ABC ના કારણે 'O' પર કુલ વિદ્યુત ક્ષેત્ર એ ચાપ AB અને ચાપ BC ના ક્ષેત્રોનો સદિશ સરવાળો (vector sum) છે. કેમકે બંને સદિશો લંબ છે, આપણે પાયથાગોરસના પ્રમેયનો (Pythagorean theorem) ઉપયોગ કરીને પરિણામી મૂલ્યની ગણતરી કરીએ છીએ:
\( E_{ABC} = \sqrt{|\vec{E}_{AB}|^2 + |\vec{E}_{BC}|^2} \)
\( E_{ABC} = \sqrt{E^2 + E^2} \)
\( E_{ABC} = \sqrt{2E^2} = \sqrt{2}E \)
Physics ના વધુ પ્રશ્નો
- સબમરીન દરિયામાં \(d_1\) ઊંડાઈએ \(5.05\times 10^6\,Pa\) દબાણ અનુભવે છે.જ્યારે તે \(d_2,\) ઊંડાઈએ જાય ત્યારે તે \(8.08\times 10^6\,Pa\) દબાણ અનુભવે તો \(d_2 -d_1\) લગભગ ........ \(m\) હશે? (પાણીની ઘનતા \(= 10^3\,kg/m^3\) અને ગુરુત્વ પ્રવેગ \(= 10\,ms^{-2}\) )JEE Mains 2019 મધ્યમ
- \(50\,cm\) પહોળાઈ ધરાવતી નદીના કિનારા પર બહુમાળી ઈમાતરત છે દીવાદાંડીના ટાવરની ઊંચાઈ \(40\,m\) છે \(10\,m\) ઊંચાઈથી માણસને દીવાદાંડી નો પ્રકાશ પાણીની સપાટીથી ધ્રુવીભૂત થઈને દેખાય છે તે ઇમારતથી \(x\) અંતરે થી આવતો પ્રકાશની તીવ્રતા લઘુતમ છે તે દીવાદાંડી પર રહેલા \(y\) ઊંચાઈના બ્લબમાંથી આવતા પ્રકાશની તીવ્રતા બરાબર છે તો \(x\) અને \(y\) ના મૂલ્યો (પાણીનો વક્રીભવનાંક \( \simeq \frac{4}{3})\)) છે.
JEE Mains 2013 અઘરું - ધારો કે ખરબચડી સમક્ષિતિજ સપાટી પર સ્થિર રહેલ \(M\) દળનું નળાકાર તેના અક્ષને લંબ પ્રવેગ \('a'\) થી બહાર તરફ ખેંચવામાં આવે છે. તો બિંદુ \(P\) આગળ \(F_{friction}\) શું હશે? નળાકાર સરક્યાં વગર ગતિ કરે છે તેમ ધારો.
JEE Mains 2014 અઘરું - \(4 \pi\) મીટર લંબાઈના તારને વાળીને \(6\) બાજુઓ ધરાવતો એક નિયમિત બહુકોણ બનાવવામાં આવે છે. જો બહુકોણની બાજુઓમાંથી \(4 \pi \sqrt{3} \mathrm{~A}\) વિદ્યુત પ્રવાહ વહેતો હોય, તો બહુકોણના કેન્દ્ર પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર \(x \times 10^{7} \mathrm{~T}\) હશે. \(\mathrm{x}\) નું મૂલ્ય ______ છે.JEE Mains 2024 અઘરું
- \(40\, \Omega\) ના અવરોધને \(220 \,V , 50\, Hz\) નું રેટીગ ધરાવતા ઉલટસૂલટ પ્રવાહ ઉદગમ સાથે જોડાવામાં આવેલ છે. પ્રવાહને તેના મહત્તમ મૂલ્યથી \(rms\) મૂલ્ય જેટલું થવા માટે લાગતો સમય...... હશે.JEE Mains 2022 અઘરું
- બે નાના \(1\, {Am}^{2}\) જેટલી ચુંબકીય ડાયપોલ મોમેન્ટ ધરાવતા બે ચુંબકીય ડાયપોલ \({m}_{1}\) અને \({m}_{2}\) ને બિંદુ \({O}\) અને \(P\) પર મૂકેલા છે. \(OP\) વચ્ચેનું અંતર \(1\, meter\) છે. ચુંબકીય ડાયપોલ \({m}_{1}\) ના કારણે ચુંબકીય ડાયપોલ \({m}_{2}\) દ્વારા અનુભવાતું ટોર્ક ...... \(\times 10^{-7}\, {Nm}\) હશે.
JEE Mains 2021 મધ્યમ
JEE Mains ના વધુ PYQ
- એક ગેલ્વેનોમીટરનો અવરોધ \(100 \Omega\) છે. જ્યારે તેને \(400 \Omega\) સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે ત્યારે તે \(10 \mathrm{~V}\) સુધીનો વોલ્ટેજ માપે છે. આ ગેલ્વેનોમીટરને \(10 \mathrm{~A}\) સુધી પ્રવાહ માપતા એમીટરમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જરૂરી અવરોધનું મૂલ્ય \(\mathrm{x} \times 10^{-2} \Omega\) છે. \(\mathrm{x}\) નું મૂલ્ય _______ છે.JEE Mains 2024 અઘરું
- બે કોષો, જેમના વિદ્યુતચાલક બળ 1 V અને 2 V અને આંતરિક અવરોધ અનુક્રમે \(2 \Omega\) અને \(1 \Omega\) છે, તેમને એક બાહ્ય અવરોધ \(6 \Omega\) સાથે શ્રેણીમાં જોડેલા છે. પરિપથમાં કુલ પ્રવાહ \(\mathrm{I}_1\) છે. હવે આ જ બે કોષોને સમાંતર જોડાણમાં તે જ બાહ્ય અવરોધ સાથે જોડવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, કુલ પ્રવાહ \(I_2\) છે. \(\left(\frac{I_1}{I_2}\right)\) નું મૂલ્ય \(\frac{x}{3}\) છે. \(x\) નું મૂલ્ય _____ છે.JEE Mains 2025 મધ્યમ
- દળરહિત સ્પ્રિંગ \((k = 800\, N/m)\) સાથે \(500\, g\) દળ લટકાવેલ છે જે સંપૂર્ણ રીતે \(1\, kg\) પાણીમાં ડૂબેલ છે.સ્પ્રિંગને \(2\, cm\) ખેંચીને મુક્ત કરતાં તે કફન ગતિ કરે છે.જ્યારે કંપન બંધ થાય ત્યારે પાણીના તાપમાનમાં કેટલા સુધીનો ફેરફાર થાય? (પાણીનું પાત્ર અને સ્પ્રિંગ કોઈ પણ પ્રકારની ઉષ્મા પ્રાપ્ત કરતું નથી તેમ ધારો અને દળની વિશિષ્ટ ઉષ્મા \(= 400\, J/kg\, K\), પાણીની વિશિષ્ટ ઉષ્મા \(= 4184\, J/kg\, K\))JEE Mains 2019 અઘરું
- બે ગૂંચળાઓને જ્યારે સમાન ઉદ્દગમ સાથે જોડતાં સમાન ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરવા માટે અનુક્રમે \(20\) મીનીટ અને \(60\) મીનીટ સમય લાગે છે. જે તેઓને સમાન ઉદ્દગમ સાથે સમાંતર ગોઠવણમાં જોડવામાં આવે તો સમાન પ્રમાણમાં ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરવા માટ લાગતો સમય ........... મીનીટ હશે.JEE Mains 2022 અઘરું