ત્રિજયા \(‘a’\) અને ત્રિજયાા \(‘b’\) ધરાવતા બે સમકેન્દ્રિય ગોળા ( જુઓ ચિત્ર ) ની વચ્ચેના ભાગમાં વિદ્યુત ઘનતા \(\rho = \frac{A}{r}\) છે.જયાં \(A\) અચળાંક છે અને કેન્દ્ર થી અંતર \(r\) છે. ગોળાઓના કેન્દ્ર પર બિંદુવત વિદ્યુતભાર \(Q\) છે.ગોળાઓનના વચ્ચેના ભાગમાં વિદ્યુતક્ષેત્ર અચળ રહે તે માટેના \(A\) નું મૂલ્ય છે.

A \(\frac{{2Q}}{{\pi \left( {{a^2} - {b^2}} \right)}}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\)
B \(\;\frac{{2Q}}{{\pi {a^2}}}\)
C \(\;\frac{Q}{{2\pi {a^2}}}\)
D \(\;\frac{Q}{{2\pi \left( {{b^2} - {a^2}} \right)}}\)

Verified Solution

Answer & Solution

Correct Answer

(C) \(\;\frac{Q}{{2\pi {a^2}}}\)

Step-by-step Solution

Detailed explanation

Applying Gauss's law \(\oint_{\mathrm{S}} \overrightarrow{\mathrm{E}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{ds}}=\frac{Q}{\epsilon_{0}}\) \(\therefore \mathrm{E} \times 4 \pi \mathrm{r}^{2}=\frac{\mathrm{Q}+4 \pi \mathrm{ar}^{2}-4 \pi \mathrm{Aa}^{2}}{\epsilon_{0}}\)…

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