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

(c) यदि अंकित वोल्टता तथा शक्ति दी गई हों,

 तो   $P_{rated}=\frac{V_{rated}^2}{R}$

$\therefore$बल्ब में धारा, $i=\frac{P}{V}$

  $i=\frac{500}{100}=5A$

$\therefore$बल्ब का प्रतिरोध, $R_b=\frac{100\times 100}{500}=20\Omega$

$\because$प्रतिरोध R श्रेणीक्रम में जोड़ा गया है।

$\therefore$ धारा $i=\frac{E}{R_{net}}=\frac{230}{R+R_0}$

$\Rightarrow R+20=\frac{230}{5}=46 \therefore R=26\Omega$ 

(c) L-C-R परिपथ का शक्ति गुणांक

  $$\begin{gathered} = \cos \varphi =\frac{R}{Z} \\ =\frac{IR}{IZ}=\frac{80}{\sqrt{{\left(X_L-X_C\right)}^2+R^2}} \end{gathered}$$

= $$\begin{gathered} \frac{80I}{\sqrt{{\left(l{X}_L-l{X}_C\right)}^2+{\left(lR\right)}^2}} \\ =\frac{80}{\sqrt{{\left(100-40\right)}^2+{\left(80\right)}^2}} \\ =\frac{80}{\sqrt{{\left(60\right)}^2+{\left(80\right)}^2}}=\frac{80}{100}=0.8 \end{gathered}$$

यहाँ, कलांतर

  $\tan \varphi =\frac{X_L-X_C}{R}$

  $\tan \frac{\mathrm{\pi }}{3}=\frac{X_L-X_C}{R}$

जब, L हटाया जाता है

  $\sqrt{3}=\frac{X_C}{R}$

  $X_C=\sqrt{3}R$

जब C हटाया जाता है

  $tan\frac{\mathrm{\pi }}{3}=\sqrt{3}=\frac{X_L}{R}$

  $X_L=R\sqrt{3}$

अतः, अनुनादी परिपथ में

  $\tan \varphi =\frac{\sqrt{3}R-\sqrt{3}R}{R}=0$

  $\varphi =0$

$\therefore Power factor \cos \varphi =1$

यह अनुनाद की स्थिति है अतः वोल्टता तथा धारा के बीच कलांतर शून्य है तथा शक्ति गुणांक cos$\varphi$=1 है।

दिए गए समीकरण

  $\mathrm{i}=\frac{1}{\sqrt{2}}\sin \left(100\mathrm{\pi t}\right)$

तथा  $$\begin{gathered} \mathrm{e}=\frac{1}{\sqrt{2}}\sin (100\mathrm{\pi t}+\mathrm{\pi }/3) \\ \mathrm{so}, {\mathrm{i}}_{\mathrm{e}}=\frac{1}{\sqrt{2}}\mathrm{and} {\mathrm{V}}_{\mathrm{e}}=\frac{1}{\sqrt{2}} \end{gathered}$$

हम जानते हैं कि औसत शक्ति

  $$\begin{gathered} {\mathrm{P}}_{\mathrm{av}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{rms}}\times {\mathrm{i}}_{\mathrm{rms}} \mathrm{cos\varphi } \\ =\frac{1}{2}\times \frac{1}{2}\times \cos 60° \end{gathered}$$

  $\left[\mathrm{since}, {\mathrm{i}}_{\mathrm{rms}}=\frac{{\mathrm{i}}_{\mathrm{o}}}{\sqrt{2}}\mathrm{and} {\mathrm{V}}_{\mathrm{rms}}=\frac{{\mathrm{V}}_{\mathrm{o}}}{\sqrt{2}}\right]$

  $$\begin{gathered} =\frac{1}{2}\times \frac{1}{2}\times \frac{1}{2} \\ =\frac{1}{8}\mathrm{W} \end{gathered}$$

(b) दिया है विद्युत क्षेत्र का वर्ग माध्य मूल मान,

  $E_{rms}= 6 V/m$

हम जानते हैं कि, विद्युत क्षेत्र का शिखर मान, 

   $E_o=\sqrt{2}{E}_{rms}$

$\Rightarrow E_o=\sqrt{2}\times 6 V/m$

साथ ही, हम जानते हैं कि, $c=\frac{E_o}{B_o}$

जहाँ, c= निर्वात में प्रकाश की चाल 

$B_o= peak value of magnetic field$

$$\begin{gathered} \Rightarrow B_o=\frac{\sqrt{2}\times 6}{3\times {10}^8} \\ \Rightarrow B_o=\frac{8.48}{3}\times {10}^{-8} \\ \Rightarrow B_o=2.83\times {10}^{-8} T \end{gathered}$$

विद्युतचुंबकीय तरंग का विद्युत क्षेत्र : 

  $\overrightarrow{\mathbf{E}}=10 \cos ({10}^{7}t\mathit{ }\mathit{\pm }\mathit{ }kx)\hat{\mathbf{j}}$

  आयाम=10 V/m

$$\begin{gathered} \because \mathrm{c}=\frac{\mathrm{\omega }}{\mathrm{k}} \\ \therefore 3\times {10}^8=\frac{{10}^7}{\mathrm{k}} \\ \mathrm{or} \mathrm{k}=\frac{1}{30} \\ \mathrm{or} \frac{2\mathrm{\pi }}{\mathrm{\lambda }}=\frac{1}{30} \\ \mathrm{or} \mathrm{\lambda }=188.4 \mathrm{m} \end{gathered}$$  

अतः, (1) तथा (3) कथन सही हैं। 

दिए गए समीकरण की तुलना करने पर :

  $$\begin{gathered} {\mathrm{E}}_{\mathrm{y}}=2.5\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{C}}\cos \left[\left(2\mathrm{\pi }\times {10}^6\frac{\mathrm{rad}}{\mathrm{s}}\right)\mathrm{t} -\left(\mathrm{\pi }\times {10}^{-2}\frac{\mathrm{rad}}{\mathrm{m}}\right)\mathrm{x}\right] \\ \mathrm{With} \mathrm{the} \mathrm{standard} \mathrm{equation} \\ {\mathrm{E}}_{\mathrm{y}}={\mathrm{E}}_{\mathrm{o}}\cos (\mathrm{\omega t}-\mathrm{kx}) \\ \mathrm{we} \mathrm{get} \\ \mathrm{\omega }=2\mathrm{\pi f}=2\mathrm{\pi }\times {10}^6 \\ \therefore \mathrm{f}={10}^6 \mathrm{Hz} \\ \mathrm{Moreover}, \mathrm{we} \mathrm{know} \mathrm{that} \\ \frac{2\mathrm{\pi }}{\mathrm{\lambda }}=\mathrm{k}=\mathrm{\pi }\times {10}^{-2} {\mathrm{m}}^{-1} \\ \Rightarrow \mathrm{\lambda }=200 \mathrm{m} \end{gathered}$$

अतः, तरंग धनात्मक x-दिशा के अनुदिश आवृत्ति ${10}^6 \mathrm{Hz}$ तथा 200 m की तरंगदैर्ध्य के साथ गतिमान है।

$$\begin{gathered} E=cB=3\times {10}^8\times \left(100\mu T\right)\sin \left[\right(2\times {10}^{15}{s}^{-1}\left)\right(t-x/c\left)\right] =3\times {10}^{10}\times \sin \left[\right(2\times {10}^{15}{s}^{-1}\left)\right(t-x/c\left)\right] \\ As the wave is propagating along the +x-direction, \overrightarrow{E}\times \overrightarrow{B} should be along +x-direction. \\ \overrightarrow{E}=\left(3\times {10}^{10}\mu V/m\right)\times \sin \left[\right(2\times {10}^{15}{s}^{-1}\left)\right(t-x/c\left)\right]\left(-\hat{k}\right) \end{gathered}$$

$\mathrm{Frequency} \mathrm{of} \mathrm{\gamma }-\mathrm{rays} \mathrm{is} \mathrm{more} \mathrm{than} \mathrm{both} \mathrm{the} \mathrm{frequencies} \mathrm{of} \mathrm{X}-\mathrm{rays} \mathrm{and} \mathrm{ultrav}i\mathrm{olet} \mathrm{rays}.$

$J=\frac{P}{A}=\frac{3.9\times {10}^{26}}{4\mathrm{\pi }\left(6.96\times {10}^8\right)}=6.4\times {10}^7 \frac{W}{m^2}$