এইচএসসি পরীক্ষার পূর্ণাঙ্গ প্রস্তুতি
পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র
২য় অধ্যায়
সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর
HSC Physics 2nd Paper pdf download
Chapter-2
Srijonshil
Question and Answer
ক. জ্ঞানমূলক প্রশ্নোত্তরঃ
প্রশ্ন-১. কুলম্ব বল কয়টি শর্তের উপর নির্ভর করে।
উত্তর: কুলম্ব বল তিনটি শর্তের উপর নির্ভর করে।
প্রশ্ন-২. ফ্যারাডে সমান কত
উত্তর: ফ্যারাডে সমান।
প্রশ্ন-৩. শূন্যস্থানের ভেদনাযোগ্যতার একক কী?
উত্তর: শূন্যস্থানের ভেদনাযোগ্যতার একক হলো।
প্রশ্ন-৪. তড়িৎ বলরেখার অবতারণা করেন কে?
উত্তর: তড়িৎ বলরেখার অবতারণা করেন মাইকেল ফ্যারাডে।
প্রশ্ন-৫. বদ্ধ আধান কী?
উত্তর: আবিষ্ট পরিবাহকের যে প্রান্ত আবেশী বস্তুর নিকটে থাকে সেই প্রান্তে যে আধানের সঞ্চার হয় তাকে বদ্ধ আধান বলে।
প্রশ্ন-৬. আরকের সমবায় কাকে বলে?
উত্তর: এশাধিক ধারককে একত্রে সংযুক্ত করে ব্যবহার করাকে ধারকের সমবায় বলে।
প্রশ্ন-৭. তড়িৎ মাধ্যম কাকে বলে?
উত্তর: যে সমস্ত পদার্থের মধ্য দিয়ে চার্জ বা তড়িৎ প্রবাহিত হয় বা প্রবাহিত হতে চায়, তাদেরকে তড়িৎ মাধ্যম বলে।
প্রশ্ন-৮. তড়িৎ মাধ্যম কত প্রকার?
উত্তর: তড়িৎ মাধ্যম তিন প্রকার।
প্রশ্ন-৯. অন্তরিত অপরিবাহি কী?
উত্তর: তড়িৎ সংক্রান্ত কাজে যে সকল পদার্থ সংযোজক হিসেবে ব্যবহৃত হয় সেগুলোই অন্তরিত পরিবাহী।
প্রশ্ন-১০. এস আই পদ্ধতিতে ধারকত্বের একক কী?
উত্তর: এস আই পদ্ধতিতে ধারকত্বের একক হলো ফ্যারাড।
অনুধাবনমূলক প্রশ্নোত্তরঃ
প্রশ্ন-১. তড়িৎ ক্ষেত্র তত্ত্ব বলতে কী বুঝ?
উত্তর: একটি চার্জিত বস্তু তার চারদিকে যতদুর পর্যন্ত এর প্রভার বিস্তার করে অর্থাৎ অন্য একটি চার্জের উপর আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল প্রয়োগ করে সেই অঞ্চলকে চার্জিত বস্তুর তড়িৎ ক্ষেত্র বলে। তড়িৎ ক্ষেত্র একটি ভেক্টর ক্ষেত্র। চার্জিত বস্তুর চতুর্দিকে বিভিন্ন বিন্দুতে এর নির্দিষ্ট মান ও দিক আছে। তড়িৎ ক্ষেত্রের এস আই একক।
প্রশ্ন-২. ঈরিবাহীতে চার্জের অবস্থান ব্যাখ্যা কর।
উত্তর: আমরা জানি, অপরিবাহী কিংবা কুপরিবাহীর যে অংশে চার্জ প্রদান করা হয় সে অংশেই তা আবদ্ধ থাকে। চার্জ কুপরিবাহীর অণ্য অংশে চলাচল করে না। তবে অন্তরিত পরিবাহীর যেকোনো অংশে চার্জ প্রদান করলে সমধর্মী চার্জের বিকর্ষণের জন্য তা পরিবাহীর সর্বত্র ছড়িয়ে পড়ে এবং পরিবাহীর বাইরের পৃষ্ঠে অবস্থান করে। ভেতরের পৃষ্ঠে বা পরিবাহীর মধ্যে কোনো বিন্দুতে থাকে না।
প্রশ্ন-৩. তড়িৎ প্রাবল্যের ভেক্টর রুপ দেখাও।
উত্তর: কোনো তড়িৎ ক্ষেত্রের যেকোনো বিন্দুতে একটি একক ধনাত্তক চার্জ স্থাপন করলে তার উপর যে বল প্রযুক্ত হয়, তাকে ঐ তড়িৎক্ষেত্রের জন্য উক্ত বিন্দুর তড়িৎ ক্ষেত্র প্রবাল্য বলে। একে E দ্বরা সূচিত করা হয়।
তড়িৎ ক্ষেত্রের কোনো বিন্দুতে স্থাপিত + পরখ চার্জের উপর F বল ক্রিয়াশীল হলে ঐ বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্যের মান হবে,
ভেক্টর রুপ
প্রশ্ন-৪. বদ্ধ আধন ও মুক্ত আধান বলতে কী বুঝ?
উত্তর: তড়িৎ আবেশের সময় পরিবাহীর যে প্রান্ত আবেশী আধানের নিকটে থাকে ঐ প্রান্তে আধান আবেশী আধানের বিপরীত হয়। ফলে এদের মধ্যে শক্তিশালী আকর্ষণ বল ক্রিয়া করে। এর ফলে এ প্রান্তের আধান স্থান ত্যাগ করতে পারে না। এ আধানকে বদ্ধ আধান বলে। আবার দূরবর্তী প্রান্তে যে আধান আবিষ্ট হয় তা আবেশী আধানের সমধর্মী হয়। ফলে বিকর্ষণেন কারণে এ আধান আবেশী আধান থেকে যতদুর সম্ভব দূরে যেতে চায়। তাই এ আধানকে মুক্ত আধান বলে।
প্রশ্ন-৫. কোনো পরিবাহীর চার্জ বলতে কী বুঝ?
উত্তর: কোনো পরিবাহীর চর্জ বলতে বুঝায় ঐ পরিবাহীতে স্বাভাবিক অবস্থার তুলনায় বা, 6.25 টি ইলেকট্রন ঘাটতি রয়েছে।
১নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ
ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারংয়ের ছাত্র টিটু একটি সার্কিট তৈরির উদ্দেশ্য 10 μF মানের কতকগুলো ধারককে শ্রেণিতে সংযুক্ত করলো। অতঃপর সে একই সংখ্যক ধারক সমান্তরালে সংযুক্ত করে সমান্তরার সমবায়টিকে শ্রেণি সমবায়ের সাথে শ্রেণিতে যুক্ত করে ধারেকের একটি বৃহত্তর সমবায় গঠন করলো এবং এটিকে 5V বিভব পার্থক্যের সাথে সংযুক্ত করলো।
ক) একটি ইলেকট্রনের চার্জ কত?
খ) চার্জিত ধারকের শক্তি বলতে কী বুঝ?
গ) উল্লেখিত মানের চারটি ধারককে শ্রেণিতে সংযুক্ত করে 5V বিভব পার্থক্যের সাথে যুক্ত করলে সঞ্চিত শক্তি কত হবে?
ঘ) সমান্তরাল সমবায়ে কতটি ধারক সংযুক্ত করলে বৃহত্তর সমবায়টির সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ 3.75×10-5 J হবে তা গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখাও।
উত্তরঃ (ক).
একটি ইলেকট্রনের চার্জ -1.6×10-19C
উত্তরঃ (খ).
ক্রমাগত চর্জিত করার ফলে কোনো ধারকের অন্তরিত পাতের বিভবের মান ক্রমশ বৃদ্ধি পায় এবং এক পর্যায়ে এ বিভব একটি সম্পৃক্ত মানে পৌছায়। চার্জ সঞ্চালিত হওয়ার সময় ধরাকস্থিত চার্জ নবাগত চার্জগুলোর উপর বিকর্ষণ বল প্রয়োগ করে। এ বিকর্ষণ বলের বিরুদ্ধে চার্জকে ধারকটির পাতে পাঠাতে হলে অতিরিক্ত কিছু কাজ করতে হয়। ধারকটি চার্জিতকরণের সময় চার্জগুলোর উপর মোট কৃতকাজ স্থিতিশক্তিরূপে ধারকে সঞ্চিত হয়। এটি হলো চর্জিত ধারকের শক্তি।
উত্তরঃ (গ).
উদ্দীপক থেকে পাই,
আরকের ধারকত্ব, C=10 μF= 10 × 10-6F
এখন এই মানের চারটি ধারককে শ্রেণিতে সংযুক্ত করলে এদের তুল্য ধারকত্ব হবে,
বা,
বিভব পার্থক্য, 5V
সঞ্চিত শক্তি,
অতএব, সঞ্চিত শক্তি হবে
উত্তরঃ (ঘ).
মনে করি, বৃহত্তর সমাবায়ের সমান্তরাল অংশ n সংখ্যাক ধারক সংযুক্ত করা হয়েছিল। যেহেতু, সমান্তরাল অংশে ও শ্রেণি সমবায় অংশে সমান সংখ্যাক ধারক সংযুক্ত করা হয়েছিল। অতএব, বৃহত্তর সমবায়ের শ্রেণি সমবায়ে অংশেও n সংখ্যাক ধারক সংযুক্ত করা হয়েছে।
উদ্দীপক থেকে পাই, প্রতিটি ধারকের ধারকত্ব, C=10μF
সমান্তরাল সমবায় অংশটির তুল্য ধারকত্ব,
Cp=C + C + C + .....+ n সংখ্যক
Cp=nC=n×10μF
এখন, শ্রেণি অংশটির তুল্য ধারকত্ব CS হলে,
+..........+n সংখ্যাক
বা,
এখন, বৃহত্ত, সমবায়টির মোট তুল্য ধারকত্ব C1 হলে,
বা,
বা,
বা,
এখানে, সঞ্চিত শক্তি, U=3.75×10-5J
বা,
বা,
বা,
বা,
বা,
বা, 3n2-10n+3=0
বা, 3n2-9n-n+3=0
বা, 3n(n-3) – 1( n- 3) = 0
বা, (n-3)= 0
হয়, x-3=0অথবা, 3x-1 = x
x = 3
n পূর্ণসংখ্যা বলে n = 3 এবং
অতএব, সমান্তরাল সমবায়ে 3টি ধারক সংযুক্ত করলে বৃহত্তর সমবায়টির সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ 3.75×10-5 J হবে।
২নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ
দুটি ধারককে সমান্তরাল যুক্ত করলে তুল্য ধারকত্ব 5 F এবং শ্রেণিতে যুক্ত করলৈ তুল্য ধারকত্ব হয় 1.2 F।
ক) বিভব পার্থক্য কাকে বলে?
খ) সমবিভব তলের বৈশিষ্ট্য লেখ।
গ) ধারক দুটির ধারকত্ব নির্ণয় কর।
ঘ) ধারকদ্বয় শ্রেণি সমবায়ে থাকলে তাদেরতুল্য ধারকত্ব ছোটটির ছেয়েও ছোট হবে- খথাটির যথার্থতা বিশ্লেষণ কর।
উত্তরঃ (ক).
তড়িৎ ক্ষেত্রের এশবিন্দু থেকে অপর বিন্টদুতে একটি একক ধনচার্জকে স্থানান্তর করতে যে পরিমাণ কাজ সাধিত হয় তাকে ঐ দুই বিন্দুর মধ্যকার বিভব পার্থক্য বলে।
উত্তরঃ (খ).
সমবিভব তলের বৈশিষ্ট্য হলো
১.তাড়িতাহিত পরিবাহীর তল সর্বদা সমবিভব তল। এ তলের উপর তড়িতাধানগুলো স্থির থাকে।
২.তড়িৎ বলরেখা সমবিভব তলকে সমকোণে ছেদ করে।
৩.এ তলের উপর কোনো তাড়িতাধানকে একবিন্দু থেকে অপর বিন্দুতে স্থানান্তর করতে কোনো কাজ করতে হয় না।
উত্তরঃ (গ).
দেওয়া আছে, সমান্তরাল সমবায়ে তুল্য ধারকত্ব, Cp= 5 F এবং শ্রেণি সমবায়ে তুল ধারকত্ব Cs=1.2F
মনে করি, ধারকগুলোর ধারকত্ব যথাক্রমে, C1 ও C2
আমরা জানি,
Cp=C1+C2…………………... (১)
..................... (২)
(১) নং হতে পাই, 5= C1+C2 ………. (৩)
(২) নং হতে পাই,
বা,
বা,
বা, C1C2= 5 ×1.2 = 6
এখন, (৩) নং থেকে পাই,
বা,
বা, 5C2= 6 + C22
বা, C22-5C2+6 = 0
বা,C22-3C2-2C2+6= 0
বা, C2(C2-3)-2 (C2 -3) = 0
বা, (C2 – 3) (C2 – 2) 0
হয় C2- 3 = 0অথবা, C2 – 2 = 0
বা,C2= 3 বা, C2= 3
C2= 3, 2
একন, C2= 3 হলে পাই,
এবং C2= 3 হলে পাই,
অতএব, উদ্দীপকে বর্ণিত ধারক ধারকত্ব C1 = 3 F বা 2 F ; C2 = 2 F 3 F।
উত্তরঃ (ঘ)
আমরা জানি, শ্রেণি সজ্জার অন্তর্ভুক্ত ধারকগুলোর ধারকত্বের বিপরীত মানের সমষ্টি তুল্য ধারকের ধরতত্বের বিপরীত মানের সমান বরে দুটি ধারক শ্রেণি সমবায়ে থাকলে তাদের তুল্য ধারকত্ব ছোটটির চেয়ে ছোট হয়।
বিশ্লেষণঃ ধরি, উদ্দীপকের ধারক দুটির মান যথাক্রমে C1 এবং C2 দেওয়া আছে। শ্রেণি সমবায়ের তুল্য ধরকত্ব Cs=1.2 F এবং সমান্তরাল সমবায়ের তুল্য ধরকত্ব Cp=5 F
তুল্য ধারকত্বের সংজ্ঞা থেকে পাই,
C1+C2= 5 .................. (১)
এবং ..............(২)
বা,
বা, [ (১) নং সমীকরণ হতে]
বা, C1 C2 = 6
বা, C1 =
এখন, [ (১) নং সমীকরণ হতে]
বা,
বা, 6 + C22 = 5C2
বা, C22 – 5C2+ 6 = 0
বা, (C2 = 3) (C2- 2) = 0
C2= 3,2
এখন, C2 = 3 হলে, C1= 2
C2 = 2 হলে, C1= 3
অর্থাৎ, ধারকদ্বয়ের মান যথাক্রমে 3 F ও 2 F এখানে দেখা যায় যে, ছোট ধারকটির মান 2 F যা শ্রেণি সমবায়ের তুল্য ধারকত্বের মানের চেয়ে বড়।
অর্থাৎ তুল্য ধারকত্ব Cp< ছোট ধারকের মান
অতএব, উপরোক্ত বিশ্লেষণ থেকে স্পষ্ট যে, দুটি ধারক শ্রেণি সমবায়ে তাদের তুল্য ধারকত্ব ছোটটির চেয়ে ছোট হয়।
৩নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ
নিচের চিত্রটি লক্ষ করঃ
ক) ধারক কাকে বলে?
খ) কোন ধারকের ধারকত্ব 100μF বলতে কী বুঝ?
গ) উপরের সমন্বিত ধারকের জন্য মোট সঞ্চিত শক্তি নির্ণয় কর।
ঘ) বেশি চার্জ সঞ্চিত করার জন্য উপরের সমবায়টি কী সঠিক? গাণিতিক বিশেস্নষনের মাধ্যমে উত্তর দাও।
উত্তরঃ (ক).
কাছাকাছি স্থাপিত দুটি পরিবাহীর মধ্যবর্তী স্থানে অন্তরক পদার্থ রেখে তড়িৎ আধানরূপে শক্তি সঞ্চয় করে রাখার যান্ত্রিক কৌশলকে ধারক বলে।
উত্তরঃ (খ).
কোনো পরিবাহীর তড়িৎ বিভব এক একক বৃদ্ধি করতে এর মধ্যে যে পরিমাণ চার্জ প্রদান করতে হয়, তাকে ঐ পরিবাহীর ধারকত্ব বলে।
কোনো ধারকের ধারকত্ব 100μ F বলতে বুঝায় ঐ ধারকের বিভব 1 V বাড়াতে 100 μ C চার্জের প্রয়োজন।
উত্তরঃ (গ).
উদ্দীপকে C1 এবং C2 ধারকত্রয় শ্রেণি সমবায়ে সংযুক্ত।
সুতরাং তাদের তুল্য ধরকত্ব Cs হলে, আমরা জানি,
বা,
বা,
এখানে,
বা,
Cs = μF= ×10-6F
উদ্দীপকে উল্লেখিত ধারক সমবায়ের জন্য মোট সঞ্চিত শক্তির মান,
U
এখানে,
মোট সঞ্চিত শক্তির মান।
উত্তরঃ (ঘ).
‘গ’ হতে পাই, ধারকত্র শ্রেণিতে যুক্ত থাকলে সমবায়টির জন্য মোট সঞ্চিত শক্তির মান।
আবার, ধারকত্রয় সমান্তরালে যুক্ত থাকলে,
তুল্য ধারকত্ব, Cp= C1+C2+C3
= (4+ 8+ 10) μF = 22 μF = 22× 10-6 F
ধারকত্রয় সমান্তরালে যুক্ত থাকলে সমবায়টির জন্য মো সঞ্চিত শক্তির মান,
Up
এখন, সমবায়টির ধারকত্রয় যদি সবগুলো শ্রেণিতে বা সবগুলো সমান্তরালে না সজিয়ে দুটি ধারক শ্রেণিতে একটি সমান্তরালে কিংবা দুটি ধারক সমান্তরালে একটি শ্রেণিতে সাজানো হয় তবে তাদের মধ্যে সঞ্চিত শক্তির মান এবং এর মাঝে অবস্থান করবে।
আমরা বলতে পারি, অধিক শক্তি সঞ্চয়ের জন্য উপরের সমবায়টির ধারকত্রয় সমান্তরালে বিন্যস্ত করতে হবে।
৪নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ
এখানে, C1 = 2 μF; C2 = 8 μF; C3 = 10 μF
ক) ফ্যারাড কাকে বলে?
খ) 6.5 e আধান পাওয়া সম্ভব নয় - ব্যাখ্যা কর।
গ) ১ নং চিত্রে ব্যবস্থাটিতে মোট সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ নির্ণয় কর।
ঘ) উদ্দীপকের ১নং ও ২নং ব্যবস্থার তুল্য ধারকত্ব নূন্যতম ধারকত্বের চেয়ে যথাক্রমে বেশি ও কম গাণিতিকভাবে এর সত্যতা যাচাই কর।
উত্তরঃ (ক).
কোনো ধারককে এক কুলম্ব চার্জ প্রদান করলে যদি এর বিভব এক ভোল্ট বৃদ্ধি পায় তবে উক্ত ধারকের ধারত্বকে এক ফ্যারাড বা সংক্ষেপে ফ্যারাড বলে।
উত্তরঃ (খ).
বিজ্ঞানীদের বিভিন্ন পরীক্ষা হতে প্রামাণিত হয়েছে যে, চার্জ নিরবিচ্ছিন্ন নয়, একটি নূন্যতম মানের পূর্ণ সংখ্যার গুণিতক। এ নূন্যতম চার্জ হচ্ছে একটি ইলেকট্রন বা একটি পো্রটনের চার্জ এবং এর মান 1.6×10-19C। এই চার্জকে যদি e দ্বারা প্রকাশ করা হয় তাহলে কোনো বস্তুর মোট চার্জ q = ± ne লেখা যায়।
এখানে, n হচ্ছে একটি পূর্ণ সংখ্যা। কোনো বস্তুতে চার্জের মান নিরবচ্ছিন্ন হতে পারে না। অথাৎ 6.5 e আধান পাওয়া সম্ভব নয়।
উত্তরঃ (গ).
১ নং চিত্রে, তিনটি ধারকত্ব C1, C2 এবং C3 সমান্তরাল সমবায়ে সংযুক্ত আছে।
সুতরাং তাদের তুল্য ধারকত্ব Cp হলে,
Cp = C1 + C2+ C3
= (2+8+10) μ F
= 20 μ F
= 20 × 10-6 Fউদ্দীপকে,
C1= 2μ F
C2= 8μ F
C3= 10μ F
এবং বিভব পার্থক্য, V= 100V
ব্যবস্থাটিতে মোট সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ,
U
অর্থাৎ ১নং চিত্রে ব্যবস্থাটিতে মোট সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ
উত্তরঃ (ঘ).
উদ্দীপকের ১নং চিত্রে C1, C2 এবং C3 সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত হওয়ায ‘গ’ নং হতে পাই, তাদের তুল্য ধারকত্ব,
Cp = C1 + C2+ C3
= 20μ F
এখানে, Cp˃ C1, Cp˃ C2, Cp˃ C3।
অর্থাৎ সমান্তরালে সমবায়ে তুল্য ধারকত্ব ধারকসমূহের যেকোনো ধারকদের নূন্যতম ধারকত্বের চেয়ে বেশি।
আবার, উদ্দীপকের ২নং চিত্রে C1, C2 এবং C3 শ্রেণি সমবায়ে সংযুক্ত হওয়ায় তাদের তুল্য ধারকত্ব Cs হলে,
বা,
বা,
বা,
= 1.38 μF
এখানে .. Cs<C1, Cs< C2 এবং Cs< C3।
অর্থাৎ শ্রেণি সমবায়ে তুল্য ধারকত্ব ধারকসমূহের যেকোনো ধারকের নূন্যতম ধারকত্বের চেয়ে কম।
আমরা বলতে পারি, ১নং ও ২নং ব্যবস্থার তুল্য ধারকত্ব নূন্যতম ধারকত্বের চেয়ে যথাক্রমে বেশি ও কম।
0 Comments:
Post a Comment