JEE Mains · Physics · STD 12 -वैद्युतचुंबकीय प्रेरण
- JEE Mains 2026
- कठिन
- MCQ
एक \(L\) लंबाई की धातु की छड़ मूल बिंदु पर एक सिरे के परितः एक समान कोणीय वेग \(\omega\) से घूर्णन करती है। चुंबकीय क्षेत्र त्रिज्यीय रूप से \(B(r) = B_0 e^{-\lambda r}\) के अनुसार घटता है; जहाँ \(\lambda\) एक धनात्मक स्थिरांक है। प्रेरित विद्युत वाहक बल (छड़ में इलेक्ट्रॉनों पर अभिकेन्द्रीय बल को नगण्य मानते हुए) है :
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उत्तर और हल
सही उत्तर
(A) \(B_0 \omega \left[\dfrac{1}{\lambda^2} - e^{-\lambda L}\left(\dfrac{1}{\lambda^2} + \dfrac{L}{\lambda}\right)\right]\)
चरण-दर-चरण हल
विस्तृत व्याख्या
मूल बिंदु से \(r\) दूरी पर स्थित \(dr\) लंबाई के एक छोटे अवयव में प्रेरित गतिक विद्युत वाहक बल \(dE\) को इस प्रकार दिया जाता है:
\(dE = B(r) v(r) dr\)
चूंकि छड़ कोणीय वेग \(\omega\) से घूम रही है, इसलिए अवयव का वेग \(v(r) = \omega r\) है।
\(dE = B_0 e^{-\lambda r} (\omega r) dr\)
कुल प्रेरित विद्युत वाहक बल \(E\), \(dE\) का \(r = 0\) से \(r = L\) तक का समाकलन है:
\(E = \int_0^L B_0 \omega r e^{-\lambda r} dr\)
\(E = B_0 \omega \int_0^L r e^{-\lambda r} dr\)
खंडशः समाकलन का उपयोग करने पर:
\(\int r e^{-\lambda r} dr = r \left( \dfrac{e^{-\lambda r}}{-\lambda} \right) - \int 1 \cdot \left( \dfrac{e^{-\lambda r}}{-\lambda} \right) dr\)
\(= -\dfrac{r}{\lambda} e^{-\lambda r} - \dfrac{1}{\lambda^2} e^{-\lambda r}\)
\(0\) से \(L\) तक निश्चित समाकलन का मूल्यांकन करने पर:
\(\int_0^L r e^{-\lambda r} dr = \left[ -\dfrac{L}{\lambda} e^{-\lambda L} - \dfrac{1}{\lambda^2} e^{-\lambda L} \right] - \left[ 0 - \dfrac{1}{\lambda^2} e^0 \right]\)
\(= \dfrac{1}{\lambda^2} - e^{-\lambda L} \left( \dfrac{1}{\lambda^2} + \dfrac{L}{\lambda} \right)\)
अतः, कुल प्रेरित विद्युत वाहक बल है:
\(E = B_0 \omega \left[ \dfrac{1}{\lambda^2} - e^{-\lambda L} \left( \dfrac{1}{\lambda^2} + \dfrac{L}{\lambda} \right) \right]\)
उत्तर: \(B_0 \omega \left[\dfrac{1}{\lambda^2} - e^{-\lambda L}\left(\dfrac{1}{\lambda^2} + \dfrac{L}{\lambda}\right)\right]\)
\(dE = B(r) v(r) dr\)
चूंकि छड़ कोणीय वेग \(\omega\) से घूम रही है, इसलिए अवयव का वेग \(v(r) = \omega r\) है।
\(dE = B_0 e^{-\lambda r} (\omega r) dr\)
कुल प्रेरित विद्युत वाहक बल \(E\), \(dE\) का \(r = 0\) से \(r = L\) तक का समाकलन है:
\(E = \int_0^L B_0 \omega r e^{-\lambda r} dr\)
\(E = B_0 \omega \int_0^L r e^{-\lambda r} dr\)
खंडशः समाकलन का उपयोग करने पर:
\(\int r e^{-\lambda r} dr = r \left( \dfrac{e^{-\lambda r}}{-\lambda} \right) - \int 1 \cdot \left( \dfrac{e^{-\lambda r}}{-\lambda} \right) dr\)
\(= -\dfrac{r}{\lambda} e^{-\lambda r} - \dfrac{1}{\lambda^2} e^{-\lambda r}\)
\(0\) से \(L\) तक निश्चित समाकलन का मूल्यांकन करने पर:
\(\int_0^L r e^{-\lambda r} dr = \left[ -\dfrac{L}{\lambda} e^{-\lambda L} - \dfrac{1}{\lambda^2} e^{-\lambda L} \right] - \left[ 0 - \dfrac{1}{\lambda^2} e^0 \right]\)
\(= \dfrac{1}{\lambda^2} - e^{-\lambda L} \left( \dfrac{1}{\lambda^2} + \dfrac{L}{\lambda} \right)\)
अतः, कुल प्रेरित विद्युत वाहक बल है:
\(E = B_0 \omega \left[ \dfrac{1}{\lambda^2} - e^{-\lambda L} \left( \dfrac{1}{\lambda^2} + \dfrac{L}{\lambda} \right) \right]\)
उत्तर: \(B_0 \omega \left[\dfrac{1}{\lambda^2} - e^{-\lambda L}\left(\dfrac{1}{\lambda^2} + \dfrac{L}{\lambda}\right)\right]\)
Physics के और प्रश्न
- एक बड़े अनुप्रस्थ काट वाले लंबे बेलनाकार चालक में एक विद्युत धारा प्रवाहित हो रही है जो इसके अनुप्रस्थ काट पर समान रूप से वितरित है। इस धारा के कारण चुंबकीय क्षेत्र है:
A. चालक के किसी भी सिरे पर अधिकतम और मध्यबिंदु पर न्यूनतम
B. चालक की अक्ष पर अधिकतम
C. चालक की सतह पर न्यूनतम
D. चालक की अक्ष पर न्यूनतम
E. चालक के अनुप्रस्थ काट के सभी बिंदुओं पर समान
नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनें:JEE Mains 2026 कठिन - नीचे दो कथन दिए गए हैं: एक अभिकथन (A) के रूप में तथा दूसरा कारण (R) के रूप में।
अभिकथन (A) : एक रुद्धोष्म पात्र में, एक गैस को उसके प्रारंभिक आयतन के आधे तक रुद्धोष्म रूप से संपीडित किया जाता है। गैस का तापमान घट जाता है।
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उपरोक्त कथनों के आलोक में, नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनें :JEE Mains 2025 आसान - \(2\, \mu F\) के किसी संधारित्र \(C _{1}\) को किसी बैटरी द्वारा पहले \(10 \,V\) विभवान्तर तक आवेशित किया गया। इसके पश्चात बैटरी को हटाकर इस संधारित्र को \(8\, \mu F\) के किसी अन्य अनावेशित संधारित्र \(C _{2}\) से संयोजित किया गया। साम्य की स्थिति में \(C _{2}\) पर आवेश \(.......\,\mu C\) होगा। (निकटतम पूर्णांक तक पूर्णांकित)JEE Mains 2021 कठिन
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JEE Mains के और PYQ
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नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए :सूची - \(I\) सूची - \(II\) \((A)\) बल आघूर्ण \((I)\) \({\left[\mathrm{M}^1 \mathrm{~L}^1 \mathrm{~T}^{-2} \mathrm{~A}^{-2}\right]}\) \((B)\) चुंबकीय क्षेत्र \((II)\) \(\left[\mathrm{L}^2 \mathrm{~A}^1\right]\) \((C)\) चुंबकीय आघूर्ण \((III)\) \({\left[\mathrm{M}^1 \mathrm{~T}^{-2} \mathrm{~A}^{-1}\right]}\) \((D)\) निर्वात की पारगम्यता \((IV)\) \(\left[\mathrm{M}^1 \mathrm{~L}^2 \mathrm{~T}^{-2}\right]\) JEE Mains 2024 कठिन