भौतिक विज्ञान (Physics) NEET प्रश्न हिंदी में — उत्तर सहित MCQ अभ्यास

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एक धन आवेशित गेंद रेशम के धागे से लटकती है। हम एक बिंदु पर एक धन परीक्षण आवेश q0 रखते हैं और F/q0 मापते हैं, तब यह अनुमान लगाया जा सकता है कि विद्युत क्षेत्र की तीव्रता E 

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धन आवेशित गेंद के सामने धन परीक्षण आवेश q0 की उपस्थिति के कारण, गेंद पर आवेश पुनर्वितरित हो जाएगा, सामने के आधे सतह पर कम आवेश और पीछे के आधे सतह पर अधिक आवेश। इसके परिणामस्वरूप गेंद और बिंदु आवेश के बीच नेट बल F कम हो जाएगा अर्थात वास्तविक विद्युत क्षेत्र F/q0 से अधिक होगा।

एक बिंदु आवेश q को भुजा a वाले एक वर्ग के केंद्र के ठीक ऊपर a/2 दूरी पर रखा गया है। वर्ग के माध्यम से विद्युत फ्लक्स है 

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आवेश q त्रिज्या R के एक पतले अर्ध-वलय पर समान रूप से वितरित है। वलय के केंद्र पर विद्युत क्षेत्र है 

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दो अनंत लंबाई के समांतर तार जिनके रैखिक आवेश घनत्व क्रमशः λ1 और λ2 हैं, R मीटर की दूरी पर रखे गए हैं। किसी भी तार पर प्रति इकाई लंबाई बल होगा K=14πε0

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जब दो अनंत लंबाई के समांतर तार जिनके रैखिक आवेश घनत्व λ1 और λ2 हैं, R दूरी पर रखे जाते हैं, तो किसी भी तार पर प्रति इकाई लंबाई बल व्यंजक (2kλ1λ2)/R द्वारा दिया जाता है, जहाँ k = 1/(4πε0) कूलॉम नियतांक है। यह सूत्र कूलॉम के नियम और रैखिक अध्यारोपण के सिद्धांत के अनुप्रयोग से उत्पन्न होता है।

दो बिंदु आवेश +q और –q एक (x, y) निर्देशांक प्रणाली के (–d, 0) और (d, 0) पर क्रमशः स्थिर रखे गए हैं। तब 

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अनंत लंबाई के एक बेलन जिसकी त्रिज्या R है और जिसमें प्रति एकांक लंबाई पर आवेश q है, के अक्ष से r(r > R) दूरी पर विद्युत तीव्रता है 

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गॉस के नियम के अनुसार Eds==qlε0

ds=2πrl; (E स्थिर है)

E2πrl=qlε0

E=q2πε0r अर्थात् E1r

 

दो समान आवेश एक दूरी d द्वारा पृथक किए गए हैं। एक तीसरा आवेश जो लंब समद्विभाजक पर x दूरी पर रखा गया है, अधिकतम कूलॉम बल का अनुभव करेगा जब 

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जब दो समान आवेश एक दूरी d द्वारा पृथक किए जाते हैं, तो लंब समद्विभाजक पर रखे गए तीसरे आवेश द्वारा अनुभव किया गया अधिकतम कूलॉम बल तब होता है जब तीसरा आवेश दो आवेशों को मिलाने वाली रेखा के मध्य बिंदु से x = d/(2√2) दूरी पर होता है। यह स्थिति दो समान आवेशों के कारण नेट बल को अधिकतम करती है।

एक विद्युत द्विध्रुव एकसमान तीव्रता E के विद्युत क्षेत्र में स्थित है, जिसका द्विध्रुव आघूर्ण p तथा जड़त्व आघूर्ण I है। यदि द्विध्रुव को संतुलन स्थिति से थोड़ा विस्थापित किया जाता है, तो इसके दोलनों की कोणीय आवृत्ति है 

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जब द्विध्रुव को इसकी संतुलन स्थिति के परितः एक छोटा कोणीय विस्थापन θ दिया जाता है, तो प्रत्यानयन बल आघूर्ण होगा

τ=pEsinθ=pEθ   (क्योंकि sinθ = θ)

या Id2θdt2=pEθ (क्योंकि τ=Iα=Id2θdt2)

या d2θdt2=ω2θ जहाँ ω2=pEIω=pEI

मान लीजिए किसी प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन का आवेश थोड़ा भिन्न है। उनमें से एक -e है और दूसरा e+e है। यदि d दूरी (परमाणु आकार से बहुत अधिक) पर रखे दो हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच स्थिरवैद्युत बल और गुरुत्वाकर्षण बल का शुद्ध योग शून्य है, तो e का कोटि है [हाइड्रोजन का द्रव्यमान दिया गया है, mh=1.67×10-27 kg]

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(c) एक H-परमाणु पर शुद्ध आवेश 

=-e+e+e

दो H-परमाणुओं के बीच शुद्ध स्थिरवैद्युत प्रतिकर्षण बल

Fe = Ke2d2

FG=Gm12d2

यह दिया गया है कि 

Fe-FG=0

    Ke2d2-Gm12d2=0

    e2=6.67×10-111.67×10-2729×109

       e=1.437×10-37C

एक क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र त्रिज्यतः बाहर की ओर है जिसका परिमाण E=Aγ0 है। मूल बिंदु पर केंद्रित त्रिज्या γ0 के एक गोले में निहित आवेश है 

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दिए गए गोले से संबद्ध फ्लक्स φ=Qεo;

जहाँ Q = गोले द्वारा परिबद्ध आवेश।

अतः Q = φε0 = (EA)ε0

Q = 4π (γ0)2 × 0ε0 = 4πε003.

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