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JEE Mains · Physics · STD 12 - स्थिरवैद्युत विभव तथा धारिता
  • JEE Mains 2015
  • मध्यम
  • MCQ

\(R\) त्रिज्या के किसी एकसमान आवेशित ठोस गोले के पृष्ठ का विभव \(V_{0}\) है \((\infty\) के सापेक्ष मापा गया)। इस गोले के लिये, \(\frac{3 V_{0}}{2}, \frac{5 V_{0}}{4}, \frac{3 V_{0}}{4}\) तथा \(\frac{V_{0}}{4}\) विभवो वाले समविभवी पृष्ठों को त्रिज्यायें, क्रमश: \(R_{1}, R_{2}, R_{3}\) तथा \(R_{4}\) हैं, तो,

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उत्तर और हल

सही उत्तर

(C) \(2R < R_4\)

चरण-दर-चरण हल

विस्तृत व्याख्या

We know, \(\mathrm{V}_{0}=\frac{\mathrm{Kq}}{\mathrm{R}}=\mathrm{V\,surface}\)

Now, \(\mathrm{V}_{\mathrm{i}}=\frac{\mathrm{Kq}}{2 \mathrm{R}^{3}}\left(3 \mathrm{R}^{2}-\mathrm{r}^{2}\right) \quad[\mathrm{For}\, \mathrm{r}<\mathrm{R}]\)

At the centre of sphare \(r=0 .\)

Here \(\mathrm{V}=\frac{3}{2} \mathrm{V}_{0}\)

Now, \(\frac{5}{4} \frac{\mathrm{Kq}}{\mathrm{R}}=\frac{\mathrm{Kq}}{2 \mathrm{R}^{3}}\left(3 \mathrm{R}^{2}-\mathrm{r}^{2}\right)\)

\(\mathrm{R}_{2}=\frac{\mathrm{R}}{\sqrt{2}}\)

\(\frac{3}{4} \frac{\mathrm{Kq}}{\mathrm{R}}=\frac{\mathrm{Kq}}{\mathrm{R}^{3}}\)

\(\frac{1}{4} \frac{\mathrm{Kq}}{\mathrm{R}}=\frac{\mathrm{Kq}}{\mathrm{R}_{4}}\)

\(\mathrm{R}_{4}=4 \mathrm{R}\)

Also, \(\mathrm{R}_{1}=0\) and \(\mathrm{R}_{2}<\left(\mathrm{R}_{4}-\mathrm{R}_{3}\right)\)

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