એક \(40 \mu \mathrm{~F}\) કેપેસિટન્સ ધરાવતું સમાંતર-પ્લેટ કેપેસિટર 100 V પાવર સપ્લાય સાથે જોડેલ છે. હવે પ્લેટો વચ્ચેની મધ્યવર્તી જગ્યા \(\mathrm{K}=2\) ડાઇઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવતા ડાઇઇલેક્ટ્રિક દ્રવ્યથી ભરવામાં આવે છે. ડાઇઇલેક્ટ્રિક દ્રવ્ય દાખલ કરવાને કારણે, કેપેસિટરમાં અનુક્રમે વધારાનો વિદ્યુતભાર અને સ્થિતિઊર્જામાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે?

A 4 mC અને 0.2 J
B 8 mC અને 2.0 J
C 2 mC અને 0.4 J
D 2 mC અને 0.2 J

Verified Solution

Answer & Solution

Correct Answer

(A) 4 mC અને 0.2 J

Step-by-step Solution

Detailed explanation

\begin{aligned} & \Delta \mathrm{q}=(\mathrm{KC}-\mathrm{C}) \mathrm{V} \\ & =40 \times 10^{-6} \times 100 \\ & =4000 \times 10^{-3}=4 \mathrm{mC} \\ & \Delta \mathrm{U}=\frac{1}{2} \mathrm{C}^{\prime} \mathrm{V}^2-\frac{1}{2} \mathrm{CV}^2=\frac{1}{2}(\mathrm{~K}-1)…

Apply the relevant identity from the chapter and substitute the values established in the previous step, keeping the original constraint in view.

Use the simplified expression to isolate the unknown, then plug the result back into the question setup to confirm the working is internally consistent.

Cross-check against a boundary or limiting case. Both the dimensional balance and the qualitative behaviour at the extreme should agree with the candidate answer.

Combine the steps above to identify the correct option. The remaining choices each fail at least one of the consistency, dimensional, or boundary checks.

Same subject

Explore more questions on app

From JEE Mains

Explore more questions on app