दो विद्युत आवेशों, जिनमें प्रत्येक का परिमाण \(2 \mu \mathrm{C}\) है, और जिनके बीच पृथक्करण दूरी \(0.5 \mu \mathrm{~m}\) है, से बना एक द्विध्रुव एक संधारित्र की प्लेटों के बीच इस प्रकार रखा गया है कि इसकी अक्ष प्लेटों के बीच स्थापित विद्युत क्षेत्र के समानांतर है जब 5 V का विभवांतर लगाया जाता है। प्लेटों के बीच की दूरी 0.5 mm है। यदि द्विध्रुव को अक्ष से \(30^{\circ}\) घुमाया जाता है, तो यह एक बल आघूर्ण के कारण उसी दिशा में पुनः संरेखित होने की प्रवृत्ति रखता है। बल आघूर्ण का मान है:

A \(5 \times 10^{-9} \mathrm{Nm}\)
B \(5 \times 10^{-3} \mathrm{Nm}\)
C \(2.5 \times 10^{-12} \mathrm{Nm}\)
D \(2.5 \times 10^{-9} \mathrm{Nm}\)

Verified Solution

Answer & Solution

Correct Answer

(A) \(5 \times 10^{-9} \mathrm{Nm}\)

Step-by-step Solution

Detailed explanation

\(\begin{aligned} & \mathrm{E}=\frac{\mathrm{v}}{\mathrm{~d}}=\frac{5}{5 \times 10^{-4}}=10^4 \mathrm{~V} / \mathrm{m} \\ & \tau=\mathrm{PE} \sin \theta \end{aligned}\) जहाँ \(\mathrm{P}=\mathrm{qa}=2 \times 10^{-6} \times 5 \times 10^{-7}\)…

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.

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