JEE Mains · Physics · STD 12 - ગતિમાન વિધુતભારો અને ચુંબકત્વ
- JEE Mains 2025
- અઘરું
- MCQ
એક લાંબા, પાતળા સુવાહક તારનો વિચાર કરો જેમાંથી I જેટલો નિયમિત પ્રવાહ વહે છે. "M" દળ અને " \(q\) " વિદ્યુતભાર ધરાવતા એક કણને તારથી " \(a\) " અંતરે, તારમાંના પ્રવાહની દિશામાં \(v_0\) જેટલી ઝડપથી મુક્ત કરવામાં આવે છે. ચુંબકીય બળને કારણે કણ તાર તરફ આકર્ષાય છે. જ્યારે તે તારથી \(x\) અંતરે હોય છે ત્યારે કણ પાછો ફરે છે. \(x\) નું મૂલ્ય શોધો. [જ્યાં \(\mu_0\) એ શૂન્યાવકાશની પરમિયબિલિટી છે].
જવાબ ચકાસવા માટે એક વિકલ્પ પસંદ કરો.
જવાબ અને ઉકેલ
સાચો જવાબ
(A) \(a e^{-\frac{4 \pi \mathrm{mv}_{\mathrm{o}}}{\mathrm{q} \mu_{\mathrm{o}} \mathrm{I}}}\)
પગલાવાર ઉકેલ
વિગતવાર સમજૂતી

\(\begin{aligned} & A \rightarrow B \\ & \vec{V}=-v_x \hat{i}+v_y \hat{j} \\ & \vec{B}=\frac{\mu_0 I}{2 \pi r}(-\hat{k}) \\ & \overrightarrow{\mathrm{F}}=\mathrm{q}(\overrightarrow{\mathrm{v}} \times \overrightarrow{\mathrm{B}})=\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi r}\left[-\mathrm{v}_{\mathrm{x}} \hat{\mathrm{j}}-\mathrm{v}_{\mathrm{y}} \hat{\mathrm{i}}\right] \\ & \mathrm{a}_{\mathrm{x}}=-\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \cdot \frac{v_y}{\mathrm{r}} \\ & \mathrm{a}_{\mathrm{y}}=-\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi m} \cdot \frac{v_x}{\mathrm{r}}\end{aligned}\)
\(\begin{aligned} & \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{x}} \mathrm{dv}_{\mathrm{x}}}{\mathrm{dr}}=-\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{y}}}{\mathrm{r}} \\ & \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{x}} \mathrm{dv}_{\mathrm{x}}}{\mathrm{v}_{\mathrm{y}}}=-\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \frac{\mathrm{dr}}{\mathrm{r}} \\ & \int_0^{\mathrm{v}_0} \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{x}} \mathrm{dv}_{\mathrm{x}}}{\sqrt{\mathrm{v}_0^2-\mathrm{v}_{\mathrm{x}}^2}}=-\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}^{\mathrm{x}_1}}{2 \pi \mathrm{~m}} \int_{\mathrm{a}}^{\mathrm{dr}} \frac{\mathrm{r}}{2} \\ & \text { Let, } \mathrm{z}^2=\mathrm{v}_0^2-\mathrm{v}_{\mathrm{x}}^2 \\ & 2 \mathrm{zdz}=-2 \mathrm{v}_{\mathrm{x}} \mathrm{dv}_{\mathrm{x}}\end{aligned}\)
\(\begin{aligned}
& \mathrm{zdz}=-\mathrm{v}_{\mathrm{x}} \mathrm{dv}_{\mathrm{x}} \\
& \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{x}} \mathrm{dv}_x}{\sqrt{\mathrm{v}_0^2-\mathrm{v}_{\mathrm{x}}^2}}=\frac{-\mathrm{zdz}}{\mathrm{z}}=-\mathrm{dz}
\end{aligned}\)
then integral becomes
\(\begin{aligned}
& -\int_{\mathrm{v}_0}^0 \mathrm{dz}=-\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \ln \frac{\mathrm{x}_1}{\mathrm{a}} \\
& \mathrm{v}_0=-\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \ln \frac{\mathrm{x}_1}{\mathrm{a}}
\end{aligned}\)
\(\left.\mathrm{x}_1=\mathrm{a} \mathrm{e}^{-\frac{2 \pi \mathrm{mv}}{\mu_0}} \mathrm{H}_0 \mathrm{q} \right\rvert\, \ldots \ldots\)
For B \(\rightarrow\) C
\(\begin{aligned}
& \overrightarrow{\mathrm{v}}=-v_x \hat{\mathrm{i}}-v_y \hat{\mathrm{j}} \\
& \overrightarrow{\mathrm{~B}}=\frac{\mu_0 \mathrm{I}}{2 \pi \mathrm{r}}(-\hat{\mathrm{k}}) \\
& \overrightarrow{\mathrm{F}}=\mathrm{q}(\overrightarrow{\mathrm{v}} \times \overrightarrow{\mathrm{B}})=\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi r}\left(-v_x \hat{j}+v_y \hat{\mathrm{i}}\right)
\end{aligned}\)
\(\begin{aligned}
& \mathrm{a}_{\mathrm{x}}=+\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{y}}}{\mathrm{r}} \quad \mathrm{a}_{\mathrm{y}}=-\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \cdot \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{x}}}{\mathrm{r}} \\
& \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{x}} \mathrm{dv}_{\mathrm{x}}}{\mathrm{dr}}=\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{y}}}{\mathrm{r}} \\
& \int_{v_0}^0 \frac{\mathrm{v}_{\mathrm{x}} \mathrm{dv}_{\mathrm{x}}}{\sqrt{\mathrm{v}_0^2-\mathrm{v}_{\mathrm{x}}^2}}=\frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \int_{\mathrm{x_1}}^{\mathrm{x}}\frac{dr}{r}
\end{aligned}\)
\(\begin{aligned}
& \frac{\mu_0 \mathrm{Iq}}{2 \pi \mathrm{~m}} \ln \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{x}_1}=-\int_0^{\mathrm{v}_0} \mathrm{~d} \mathrm{z}=-\mathrm{v}_0 \\
& \mathrm{x}=\mathrm{x}_1 \mathrm{e}^{-\frac{2 \pi \mathrm{~m}_0}{\mu_0 \mathrm{Iq}}} \ldots \ldots \text { (2) }
\end{aligned}\)
From equation 1 and 2
\(X=a e^{-\frac{4 \pi \mathrm{mv}_0}{\mu_0 \mathrm{Iq}}}\)
Physics ના વધુ પ્રશ્નો
- \(4\,g\) અને \(16\, g\) ધરાવતાં બે દળોની ગતિ ઊર્જા એક સરખી છે. જે તેમનાં રેખીય વેગમાનનો માનાંકનો ગુણોત્તર \(n : 2\) છે. \(n\) નું મૂલ્ય ....... હશે.JEE Mains 2021 મધ્યમ
- આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બોટલના ઉપરના ભાગની ત્રિજ્યા \(a\) અને લંબાઈ \(b\) છે. બીજા એક \(\left( {a + \Delta a} \right)\) \(\left( {\Delta a < < a} \right)\) ત્રિજ્યા ધરાવતા બુચને દબાવીને બોટલમાં ફિટ કરવામાં આવે છે. જો બૂચનો બલ્ક મોડ્યુલસ \(B\) અને બોટલ અને બુચ વચ્ચેનો ઘર્ષણાંક \(\mu \) હોય તો બુચને બોટલમાં ફિટ કરવા માટે કેટલા બળની જરૂર પડે?
JEE Mains 2016 મધ્યમ - પરિપથમાં, જ્યારે \(A\) અથવા \(B\) આગળ સ્થિતિમાન \(5\,V\) હોય ત્યારે લોછકલ કિંમત \(A=1\) અથવા \(B=1\) છે, અને જ્યારે \(A\) અથવા \(B\) આગળ સ્થિતિમાન \(0\,V\) હોય ત્યારે લોગકલ કિંમત \(A=0\) અથવા \(B =0\) છે.આપેલ પરિપથ માટે સત્યાર્થ સારણી (ટૂથ ટેબલ) \(........\) થશે.
JEE Mains 2022 અઘરું - એક પડદાની સામે એક પ્રકાશનો સ્ત્રોત મૂકેલો છે. પડદા પર તેની તીવ્રતા \(I\) છે. બે પોલેરોઇડ્સ \({P}_{1}\) અને \({P}_{2}\) ને પ્રકાશના સ્ત્રોત અને પડદા વચ્ચે એવી રીતે મૂકવામાં આવે છે કે જેથી પડદા પર પ્રકાશની તીવ્રતા \({I} / 2\) મળે, તો \({P}_{2}\) ને કેટલા ડિગ્રીના ખૂણે ભ્રમણ કરાવવો જોઈએ કે જેથી પડદા પર પ્રકાશની તીવ્રતા \(\frac{3 I}{8}\) મળે?JEE Mains 2021 મધ્યમ
- ચોરસ આડછેદ ધરાવતું અને 6 m ઊંચાઈનું એક પાત્ર ઊભી રીતે વિભાજીત કરેલું છે. વિભાજન દીવાલમાં 3 m ઊંડાઈએ \(100 \mathrm{~cm}^2\) ક્ષેત્રફળવાળી, મિજાગરાવાળા દરવાજાવાળી એક નાની બારી લગાડેલી છે. પાત્રનો એક ભાગ પાણીથી સંપૂર્ણ ભરેલો છે અને બીજી બાજુ \(1.5 \times 10^3 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^3\) ઘનતા ધરાવતા પ્રવાહીથી ભરેલી છે. મિજાગરાવાળા દરવાજાને ખુલ્લો ન થાય તે માટે તેના પર કેટલું બળ લગાડવાની જરૂર પડશે?
(ગુરુત્વાકર્ષણના કારણે પ્રવેગ \(=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2\))JEE Mains 2025 સરળ - આકૃતિઓ \((a), (b), (c)\) અને \((d)\) એ બળનો સમય સાથેનો ફેરફાર દર્શાવે છે. \(..........\) આકૃતિમાં સૌથી વધારે આધાત હશે.
JEE Mains 2023 મધ્યમ
JEE Mains ના વધુ PYQ
- એક કાર્નોટ એન્જિન કે જેની ઠારણ વ્યવસ્થાનું તાપમાન \(27^{\circ} C\) હોય તેની કાર્યક્ષમતા \(25 \%\) છે. મૂળ કાર્યક્ષમતાને \(100 \%\) જેટલી વધારવા માટે ઉષ્મા ઉદગમનું તાપમાન કેટલા ડીગ્રી જેટલું બદલવું પડશે\(?\)JEE Mains 2022 અઘરું
- \(AB\) તારની લંબાઈ \(72\, cm\) છે જેમાં \(A\) થી \(x cm\) અંતરે રહેલા \(P\) બિંદુ એ જોકી કળ રાખતા ગેલવેનોમીટર શૂન્ય આવર્તન દર્શાવે છે તો \(x=\) ની નજીકનો પૂર્ણાંક ની કિમંત ...........\(cm\) થાય.
JEE Mains 2021 મધ્યમ - બે સુસમ્બધ્ધ પ્રકાશ ઉદગમો વ્યતિકરણ અનુભવે છે. બન્ને ઉદગમો તિવ્રતાનો ગુણોત્તર \(1: 4\) છે. આ વ્યતિકરણ ભાત માટે \(\frac{I_{\max }+I_{\min }}{I_{\max }-I_{\min }}\) એ \(\frac{2 \alpha+1}{\beta+3}\) મળે છે,તો \(\frac{\alpha}{\beta}\) \(....\) થશે.JEE Mains 2022 અઘરું
- આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર સમાન-દળ ધરાવતા પોલા ગોળા અને ધન નળાકાર માટે અનુક્રમે તેમની અક્ષ \(\mathrm{AB}\) ને અનુલક્ષીને જડત્વની ચાકમાત્રા માટે ની ચક્રાવર્તન ત્રિજ્યાઓનો ગુણોતર \(\sqrt{8 / x}\) છે. \(x\) નું મૂલ્ય _______ હશે.
JEE Mains 2024 અઘરું - સમાન દળ \(M\) ધરાવતા બે કણ \(A\) અને \(B\) સમાન ઝડપ \(v\) થી આકૃતિ માં દર્શાવ્યા મુજબ ગતિ કરે છે. તેઓ સંપૂર્ણ અસ્થિતિસ્થાપક સંઘાત પામીને એક કણ \(C\) તરીકે ગતિ કરે છે.તો કણ \(C\) ના પથ દ્વારા \(X-\) અક્ષ સાથે બનાવેલ ખૂણો \(\theta \) શેના દ્વારા દર્શાવી શકાય ?
JEE Mains 2017 અઘરું - પ્રોટોનને પ્રવેગિત કરવા માટે સાઈક્લોટ્રોનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જે કાર્યરત ચુંબકીય ક્ષેત્ર \(1.0\,T\) હોય અને સાઈક્રલોટ્રોનના '\(dees\)' ની ત્રિજ્યા \(60\,cm\) હોય તો પ્રવેગિત પ્રોટોનની ગતિ ઊર્જા \(.....\) ( \(MeV\) માં) હશે. [\(m _{p}=1.6 \times 10^{-27} kg , e =1.6 \times 10^{-19} C\) નો ઉપયોગ કરવો.]JEE Mains 2022 મધ્યમ