HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (Srijonshil) সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তর অধ্যায়-০১ pdf download

এইচএসসি পরীক্ষার পূর্ণাঙ্গ প্রস্তুতি

পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

১ম অধ্যায়

সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর

HSC Physics 2nd Paper pdf download

Chapter-01

Srijonshil

Question and Answer

ক. জ্ঞানমূলক প্রশ্নোত্তরঃ

প্রশ্ন-১. থার্মমিটার কাকে বলে?

উত্তর: যে যন্ত্রের সাহায্যে কোনো বস্তুরতাপমাত্রা সঠিকভাবে পরিমাপ করা যায় এবং বিভিন্ন বস্তুরতাপমাত্রার পার্থক্য নির্ণয় করা যায় তাকে থার্মোমিটার বলে।

প্রশ্ন-২. কেলভিনের পরম তাপগতীয় স্কেল কী?

উত্তর: 273.16°C তাপমাত্রাকে শূন্য ধরে যে তাপমাত্রা স্কেল নির্ধারন করা হয় তাই কেলভিনের পরম তাপগতীয় স্কেল।

প্রশ্ন-৩. এক কেলভিনের সঙ্গা দাও।

উত্তর: পানির ত্রৈধ বিন্দুর তাপমাত্রার 1/273.16° অংশকে এক (1K)কেলভিন বলে।

প্রশ্ন-৪. এক ডিগ্রি ফারেনহাইট কাকে বলে?

উত্তর: যে স্কেলে বরফবিন্দুকে 32 এবং স্টিম বিন্দুকে 212 ধরে মেীলিক ব্যবধানকে সামান ভাগে ভাগ করা হয় সেই স্কেলের প্রতি ভাগকে এক ডিগ্রি ফারেনহাইন বলে।

প্রশ্ন-৫. তাপমাত্রার আমত্মর্জাতিক স্কেল কাকে বলে?

উত্তর: পানির ত্রৈধ বিন্দুর তাপমাত্রাকে 273.16k ধরে এবং ঐ তাপমাত্রার 1/273.16 কে এক কেলভিন ধরে এবং আরও কতকগুলো সহজলব্ধ স্থির বিন্দু নির্ধারণ করে আমত্মর্জাতিক ওৎন ও পরিমাপ সংস্থা তাপমাত্রা পরিমাপের যে ব্যবহারিক স্কেল অনুমোদন করেছে তাকে তাপমাত্রার আমত্মর্জাতিক স্কেল বলে।

প্রশ্ন-৬. তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্কের মান কত?

উত্তর: তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্কের মান 4.2 জুল/ক্যালরি।

প্রশ্ন-৭. পরিপাশ্ব কী?

উত্তর: একটি সিস্টেমের বতির্ভূত আশেপাশের সবকিছুকে বলা হয় পরিপাশ্ব।

প্রশ্ন-৮. তাপীয় সাম্যাবস্থা কী?

উত্তর: কোনো বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের চুড়ান্ত অবিচল অবস্থা হলো তাপীয় সাম্যবস্থা।

প্রশ্ন-৯. মেয়ারের প্রকল্প কী?

উত্তর: কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ গ্যসের অভ্যন্তরীণ শক্তি শুধুমাত্র এর তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। এর চাপ বা আয়তনের উপর নির্ভর করে না। এটিই মেয়ারের প্রকল্প।

প্রশ্ন-১০. বহুপারমাণবিক গ্যাসের ক্ষেত্রে Y এর মান কত?

উত্তর: বহুপারমাণবিক গ্যাসের ক্ষেত্রে Y এর মান 1.33.

প্রশ্ন-১১. এনট্রপির এস.আই একক কী?

উত্তর: এনট্রপির এস.আই একক JK-1 ।

প্রশ্ন-১২. কার্যকৃত সহগ কী?

উত্তর: কার্যকৃত সহগ হলো রেফ্রিজারেটর হতে অপসারিত তাপ ও কম্প্রেসার কর্তৃক সরবরাহকৃত যান্ত্রিক কাজের অনুপাত।

প্রশ্ন-১৩. তরলীকরণ কাকে বলে?

উত্তর: বাষ্পচাপ পদ্ধতিতে রাসায়নিক পদার্থকে বাষ্প থেকে তরলে রূপামত্মরের প্রক্রিয়াকে তরলীকরণ বা কনডেনসেশন বলে।

এইচএসসি পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

অধ্যায়-১

HSC Physics 2nd Paper Chapter-1

Srijonshil Question and Answer

খ. অনুধাবনমূলক প্রশ্নোত্তরঃ

প্রশ্ন-১. কখন ∆Q ধনাত্মক ধরা হয়?

উত্তর: যদি কোনো সিস্টেমে ∆Q পরিমাণ তাপশক্তি সরবরাহয় করার ফলে সিস্টেমের অমত্মঃস্থ শক্তির পরিবর্তন ∆U এবং সিস্টেম কর্তৃক পরিবেশের উপর বাহ্যিক কৃতকাজের পরিমাণ ∆W হয়, তাহলে, তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রানুসারে,

∆Q = ∆U + ∆W যদি সিস্টেমে তাপ সরবরাহ করা হয় তবে ∆Q ধনাত্মক হবে।

প্রশ্ন-২. স্থির চাপে মোলার আপেক্ষিক তাপ বলতে কী বুঝায়?

উত্তর: স্থির চাপে এক মোল গ্যাসের তাপমাত্রা এক কেলভিন বাড়াতে যে পরিমাণ তাপের প্রয়োজন হয় তাকে স্থির চাপে মোলার আপেক্ষিক তাপ বলে। একে Cp দ্বারা প্রকাশ করা হয়। চাপ স্থির রেখে m মোল গ্যাসের তাপমাত্রা ∆T কেলভিন বৃদ্ধি করতে যদি ∆Q জুল তাপশক্তি প্রয়োজন হয়, তবে সংজ্ঞানুসারে, Cp = ∆Q/m∆T

মোলার আপেক্ষিক তাপের একক Jmol-1K-1।

প্রশ্ন-৩. অভ্যন্তরীণ শক্তি বলতে কী বোঝায়?

উত্তর: প্রত্যেক বস্তুর মধ্যে এশাট সহজাত শক্তি নিহিত থাকে, যা কাজ সম্পাদন করতে পারে যা অন্য শক্তিতে রূপামত্মরিত হতে পারে। বস্তুরঅভ্যন্তরীস্থ অণু, পরমাণু ও মৌলিক কণা সমূহের রৈখিক গতি, স্পন্দন গতি ও আবর্তন গতি এবং তাদের মধ্যকার পারস্পরিক বলের কারণে উদ্ভূত এই শক্তিকেই অভ্যন্তরীণ বা অমত্মঃস্থ শক্তি বলে।

অভ্যন্তরীন শক্তি মমেণাক্ত দুই ধরনের শক্তির যোগফল।

১. তাপীয় শক্তি যা এলোমেলোভাবে বিচরণশীল অণুগলোর গতিশক্তি এবং

২. আণবিক স্থিতিশক্তি। অনুর মধ্যে যে সকল পরমাণু থাকে তাদের মধ্যে ক্রিয়াশীল বল এবং আমত্মঃআণবিক বলের কারণে আনবিক স্থিতিশক্তি উৎপত্তি হয়।

প্রশ্ন-৪. তাপীয় সাম্যবস্থা বলতে কী বুঝায়?

উত্তর: কোনো বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের চুড়ান্তঅবিচল অবস্থাকে তাপগতীয় সাম্যাবস্থা বলে। তপীয় সাম্য বস্থায় সিস্টেমের সকল বিন্দুতে চাপ (P), আয়তন (V) এবং তাপমাত্রা (T) এর মান অপরিবর্তিত থাকে। কোনো সিস্টেমের বিভিন্ন অংশ যদি পরিবেশের সাথে একই তাপমাত্রায় থাকে এবং এদের মধ্যে কোনো তাপ বিনিময় না ঘটে তাহলে সিস্টেমটি পরিবেশের সাথে তাপীয় সাম্যাবস্খায় আছে বলা যায়।

প্রশ্ন-৫. সমোষ্ণ প্রক্রিয়া বলতে কী বোঝ?

উত্তর: যে প্রকৃয়ায় কোনো গ্যাসের চাপ ও আয়তনের পরিবর্তন হয়, কিন্তু তাপমাত্রা অপরিবর্তিত অর্থ্যাৎ স্থির থাকে, সে প্রক্রিয়াকে সমোষ্ণ প্রকিৃয়া এবং পরিবর্তনকে সমোষ্ণ পরিবর্তন বলে।

প্রশ্ন-৬. ধ্রুবক আয়তন প্রক্রিয়া বলতে কী বোঝ?

উত্তর: যে প্রক্রিয়ায় কোনো সিস্টেমের আয়তন ধ্রুবক থাকে তাকে ধ্রুবক আয়তন প্রক্রিয়া বলে। এ প্রক্রিয়ায় আয়তন ধ্রবক থাকে বলে dV = 0 হয়।

অতএব, কাজের পরিমাণ, dW = pdV = P ✕ 0

.'. dW = 0

তাপগতিবিদ্যার ১ম সূত্রানুসারে,

dQ = dU + dW = dU = 0 = dU

অর্থাৎ ধ্রুব আয়তন প্রক্রিয়ায় অমত্মঃস্থ শক্তির বৃদ্ধি সরবরাহকৃত তাপশক্তির সমান।

এইচএসসি পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

অধ্যায়-১

HSC Physics 2nd Paper Chapter-1

Srijonshil Question and Answer

১নং সৃজনশীল প্রশ্নঃ

প্রত্যেক পদার্থের অভ্যন্তর অণু, পরমাণু এবং মৌলিক কণাসমূহ বিদ্যমান। এ অণু, পরমাণু এবং মৌলিক কণাসমূহের রৈখিক গতি, স্পন্দন ও ঘূর্ণনগতি এবং তাদের মধ্যকার বলের কারণে শক্তির উদ্ভব হয়।

ক) ᵧ কী?

খ) কখন ∆W ধনাত্মক বা ঋনাত্মক হবে? ব্যাখ্যা কর।

গ) উদ্ভূত শক্তির নির্ভরশীলতা বর্ণনা কর।

ঘ) উদ্দীপকের উদ্ভূত শক্তির হ্রাস বা বৃদ্ধি করা সম্ভব কি- না? আলোচনা কর।

১নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (ক).

স্থির চাপে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ CP এবং স্থির আয়তনে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ CV এর অনুপাত হলো ᵧ।

১নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (খ).

যদি কোনো সিস্টেম ∆Q পরিমাণ তাপশক্তি সরবরাহ করার ফলে সিস্টেমের অমত্মঃস্থ শক্তির পরিবর্তন ∆U এবং সিস্টেম কর্তৃক পরিবেশের উপর বাহ্যিক কৃতকাজের পরিমাণ ∆W হয় তাহলে তাপ গতিবিদ্যার প্রথম সূত্রানুসারে, ∆Q=∆U+∆W সিস্টেম কর্তৃক পরিবেশের উপর কাজ সম্পাদিত হলে ∆W ধনাত্মক হবে এবং পরিবেশ কর্তৃক সিস্টেমের উপর কাজ সম্পাদিত হরে W∆ ঋনাত্মক হবে।

১নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (গ).

উদ্দীপকের উদ্ভূত শক্তি হলো অভ্যন্তরীণ শক্তি। অভ্যন্তরীণ শক্তির নির্ভরশীলতা নিচে বর্ণনা করা হলো-

সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ গঠনের উপর এ শক্তি নির্ভরশীল। সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ গঠন অপরিবর্তিত থাকলে অমত্মর্নিহিত শক্তি আয়তন (V) চাপ (P) এবং তাপমাত্রার (T) সাথে সাথে আরও কিছু ভৌত ধর্ম যেমন আপেক্ষিক তাপ, প্রসারণ-সহগ ইত্যাদির উপর অভ্যন্তরীণ শক্তি নির্ভরশীল। যেমন,

১. আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে অণুগুলোর তাপীয় গতিশক্তির মানই অভ্যন্তরীণ শক্তি। এ মান গ্যাসের তাপমাত্রা এবং অুর সংখ্যার উপর নির্ভর করে, এর চাপ বা আয়তনের উপর নির্ভর করে না। একে মেয়ারের প্রকল্প বলা হয়।

উদাহরণস্বরূপ বলা যায়, গ্যাস ভর্তি একটি সিলিন্ডারকে গাড়িতে কোনো স্থানে নেওয়ার সময় এর গতিশক্তি স্থির অবস্থানের চেয়ে বেশি হয়। কিন্তু সিলিন্ডারের সাপেÿÿ অুর গতি এবং তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে।

২. তরল পদার্থের ক্ষেত্রে অণুর গতিশক্তিই অভ্যন্তরীণ শক্তি।

৩. কঠিন পদার্থের ক্ষেত্রে অণুগুলোর স্থির অবস্থানের কম্পনের গতিশক্তিই অভ্যন্তরীন শক্তি।

১নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (ঘ).

উদ্দীপকের উদ্ভূত শক্তি অর্থাৎ অভ্যন্তরীণ শক্তির হ্রাস বা বৃদ্ধি করা সম্ভব। নিচের এটি আলোচনা করা হলো-

তাপ হচ্ছে একটি প্রক্রিয়া যা বস্তুরঅভ্যন্তরীন শক্তির হ্রাস বৃদ্ধি ঘাঁয়। কোনো বস্তুকে যখন উত্তপ্ত করা হয় তখন এর অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি পায় এবং এ শক্তি হ্রাস পায় যখন একে শীতল কর হয় একটি বস্তুথেকে অন্য বস্তুতে তাপশক্তি স্থানামত্মরের ফলে বস্তুরঅভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন হয়। বস্তুরঅভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন হলেই তার তাপমাত্রার পরিবর্তন হয়।

কাজের দ্বারা কোনো বস্তুরঅভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি করা যায়। যেমন একটি সাইকেলের পাম্পারকে চাপ প্রয়োগ করলে এর ভেতরের তাপমাত্রা বেড়ে যায়। এখানে সংকোচন বলের দ্বারা সম্পন্ন কাজই বায়ুর অভ্যন্তরীন শক্তিতে পরিণত হয় এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে। সুতরাং তাপ সঞ্চালন ছাড়াও অভ্যন্তরীন শক্তি বৃদ্ধির ফলে একটি বস্তু উত্তপ্ত হতে পারে।

অনেক সময় বলা হয় এক কাপ ফুটন্ত পানি একটি উত্তপ্ত ধাতুর স্ফুলিঙ্গের চেয়েও বেশি তাপ ধারণ করে। প্রকৃতপক্ষে ফুটন্ত পানির অভ্যন্তরীণ শক্তি বেশি এবং স্ফুলিঙ্গ অপেক্ষা বেশি তাপ এ থেকে গ্রহণ করা যাবে।

অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন কোনো ব্যবস্থার প্রাথমিক ও চুড়ান্তঅবস্থার উপর নির্ভর করে; কোন পথে চূড়ান্ত অবস্থায় পৌছাল তার উপর নির্ভর করে না।

এইচএসসি পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

অধ্যায়-১

HSC Physics 2nd Paper Chapter-1

Srijonshil Question and Answer

২নং সৃজনশীল প্রশ্নঃ

27ºC তাপমাত্রা এবং 1.0×105 Pa চাপে 28g আণবিক ভরবিশিষ্ট একটি আদর্শ গ্যাসের আয়তন 0.04 m3। আয়তন 0.05 m3 বৃদ্ধি না হওয়া পর্যমত্ম ধ্রবক চাপে গ্যাসটিকে উত্তপ্ত করা হলো। গ্যাসটির ভর 45g এবং ধ্রবক আয়তনের গ্রাম আণবিক আপেক্ষিক তাপ 0.6 J mol-1k-1।

ক) এক পরমাণু বিশিষ্ট গ্যাসের ক্ষেত্রে ᵧ এর মান কত?

খ) সমোষ্ণ প্রক্রিয়ার শর্তগুলো কী কী?

গ) গ্যাসের নতুন তাপমাত্রা নির্ণয় কর।

ঘ) গ্যাসের তাপের পরিমাণ গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।

২নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (ক).

এক পরমাণু বিশিষ্ট গ্যাসের ক্ষেত্রে ᵧ এর মান 1.67।

২নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (খ).

সমোষ্ণ প্রক্রিয়ার শর্তগুলো হলো-

১. গ্যাসকে একটি সুপরিবাহী পাত্রে রাখতে হবে।

২. পাত্রের চতুষ্পাশর্স্থ মাধ্যমের তাপগ্রহীতা বৃ তাপধারন ক্ষমতাউচ্চ হতে হবে।

৩. চাপের পরিবর্তন ধীরে ধীরে সংঘটিত করতে হবে।

৪. প্রয়োজনীয় তাপ গ্রহন বা বর্জনের দ্বারা তাপমাত্রা স্থির থাকবে।

২নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (গ).

উদ্দীপক অনুসারে গ্যাসের প্রাথমিক আয়তন, V1=0.04 m3 পরিবর্তিত আয়তন, V2=0.05 m3

প্রাথমিক তাপমাত্রা, T1=27ºC=(27+273)K=300K

নতুন তাপমাত্রা, T2=?

আমরা জানি,

বা, T2V1=V2T1।

বা,

বা, T2=375 K = (375-273)º C

T2=102ºC

সুতরাং গ্যাসের নতুন তাপমাত্রা 102ºC ।

২নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (ঘ).

উদ্দীপকের ঘটনায় গ্যাসের আয়তন 0.04 m3 থেকে 0.05 m3 এ পরিবর্তিত হয়েছে। এক্ষেত্রে বাহ্যিক কিছু কাজ সম্পাদিত হয় এবং এ কাজ তাপ প্রয়োগের ফলে সম্পাদিত হয়েছে।

ধরি, গ্যাসে প্রদত্ত মোট তাপের পরিমাণ dQ

তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র হতে,

Dq=dU+dW..........................(১)

এখানে dW হলো বাহ্যিক সম্পাদিত কাজ এবং dU অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন।

উদ্দীপক অনুসারে, আদি আয়তন, V1=0.04 m3

চুড়ান্ত আয়তন, V2=0.05 m3

ধ্রুপ চাপ, P=1.0×105 Pa

গ্রাম আণবিক আপেক্ষিক তাপ, CV=0.6 J mol-1K-1

আদি তাপমাত্রা, T1=27ºC = (27+273) K = 300 K

গ্যাসের আণবিক ভর, M=25g mol-1

গ্যাসের ভর, m=45g

গ্যাসের মোল সংখ্যা,

চুড়ান্ত তাপমাত্রা, T2=100ºC = (102+273) K = 375 K

আমরা জানি, dW=PdV

= P(V2-V1) = 1.0×105 Pa×(0.05 m3- 0.04 m3)

dW=1000 J

আবার, অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন

dU

dU = 72.45 J

সুতরাং গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি 72.45 J

(১) নং সমীকরণ হতে পাই,

dQ= 72.45 J +1000 J = 1072.45 J।

অতএব, গ্যাসের মোট তাপের পরিমাণ 1072.45 J।

এইচএসসি পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

অধ্যায়-১

HSC Physics 2nd Paper Chapter-1

Srijonshil Question and Answer

৩নং সৃজনশীল প্রশ্নঃ

1 kW ক্ষমতার একটি ইলেকট্রিক কেটলীতে গ্রীষ্মকালে 1 লিটার পানি 5 মিনিটে ফুটে। কিন্তু শীতকালে একই পরিমাণ পানি ফুটতে 1 মিনিট সময় বেশি লাগে। কক্ষতাপমাত্রার তারতম্যের কারণে এরূপ হয়ে থাকে।

ক) রূদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া কী?

খ) গ্যাসের ক্ষেত্রে দুটি আপেক্ষিক তাপ থাকে কেন?

গ) শীতকালে কেটলীতে কত ক্যালরি তাপ উৎপন্ন করে?

ঘ) উদ্দীপকের আলোকে কক্ষতাপমাত্রার তারতম্য নির্ণয় করে শেষোক্ত উক্তিটির যথার্থতা যাচাই কর।

৩নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (ক).

যে প্রক্রিয়ায় সিস্টেম থেকে তাপ বাইরে যায় না বা বাইরে থেকে কোনো তাপ সিস্টেম আসে না তাকে রম্নদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া বলে।

৩নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (খ).

গ্যাসকে তাপ দিলে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে এর আয়তন ও চাপ উভয়ই বৃদ্ধি পায়। তাই গ্যাসের ক্ষেত্রে আপেক্ষিক তাপের সংজ্ঞায় এর আয়তন ও চা উলেস্নখ করতে হয়। আয়তন ও চাপের মধ্যে কষনও আয়তনকে আবার কষনও চাপকে স্থির রাখা হয় বলে গ্যাসের দুটি আপেক্ষিক তাপ থাকে। এরা হলো-

(i) স্থির আয়তনে গ্যাসের আপেক্ষিক তাপ ও

(ii) স্থির চাপে গ্যাসের আপেক্ষিক তাপ।

৩নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (গ).

কেটলি দ্বারা শীতকালে উৎপন্ন তাপ,

W= Pt joule এখানে,

= 1000× 360 joule ক্ষমতা, P= l kW = 1000 watt

= 3.6× 105 joule সময়, t = 6 min

= 3.6×105×0.24 cal = 60×6s=360 s

= 8.64× 104 cal তাপ উৎপন্ন, W = কত?

অতএব, শীতকালে কেটলীতে উৎপন্ন তাপে পরিমাণ 8.64× 104 cal ।

৩নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (ঘ).

এখানে, পানির ভর m= 1 litre = 1 kg

পানির আপেক্ষিক তাপ, S = 4200 J kg-1K-1

গ্রীষ্মকালের কক্ষ তাপমাত্রা = θ1ºC

ফুটন্ত পানির তাপমাত্রা 100ºC

∆θ=(100 – θ1)ºC বা (100 - θ1) K

সময়, t=5 min = 300 s

গ্রীষ্মকালের জন্য, H= P × t = mS∆θ

বা, 1000×300 = 1 × 4200 × (100 – θ1)

বা, 1000×300 = 4200 (100 – θ1)

বা, 100 – θ1=71.43

বা, θ1=28.57ºC

কক্ষ তাপমাত্রা 28.57ºC

আবার শীতকালের জন্য,

H= P ×t = mS∆θ এখানে, কক্ষতাপমাত্রা = θ2ºC

বা, 1000×360 ফুটন্ত পানির তাপমাত্রা = 100ºC

= 1×4200×(100-θ2) ∆θ = (100 – θ2)ºC

বা, 100-θ2 = 85.71 = (100 - θ2) K

বা, θ2= 100 – 85.71 সময়, t = 6 min = 360s

θ2 = 14.29ºC

কক্ষতাপমাত্রার পরিবর্তন = 28.57ºC - 14.29ºC

= 14.28ºC

কক্ষতাপমাত্রার তারতম্যের করণেই শীতকালে সময় বেশি লাগে।

এইচএসসি পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

অধ্যায়-১

HSC Physics 2nd Paper Chapter-1

Srijonshil Question and Answer

৪নং সৃজনশীল প্রশ্নঃ

একটি Carnot engine 500 K তাপমাত্রা উৎস থেকে 1250 J তাপ গ্রহণ করে এবং তাপ ধারকে 700 J তাপ বর্জন করে।

ক) পানির ত্রৈধ বিন্দু কী?

খ) সকল স্বতঃস্ফুর্ত পরিবর্তন অপ্যত্যাগামী কেন?

গ) তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা নির্ণয় কর।

ঘ) উদ্দীপকের engine টির দক্ষতা 20% বৃদ্ধি করতে কী ব্যবস্থা গ্রহন করতে হবে বলে তুমি মনে কর- গাণিতিক ভাবে বিশ্লেষণ সহ মতামত দাও।

৪নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (ক).

4.58 mm পারদ চাপে যে তাপমাত্রা বিশুদ্ধ বরফ, বিশুদ্ধ পানি ও সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্প একই তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকে তাকে পানির ত্রৈধ বিন্দু বলে।

৪নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (খ).

যে প্রক্রিয়া বিপরীতমুখী হয়ে প্রত্যাবর্তন করতে পারে না অর্থাৎ সম্মুখবর্তী ও বিপরীতমুখী প্রতি সত্মরে তাপ ও কাজের ফলাফল সমান ও বিপরীত হয় না তাকে অপ্রত্যাগামী প্রক্রিয়া বলে।

স্বতঃস্ফুর্ত পরিবর্তনগুলোতে দেখা যায় যে, এগুলো সর্বদা একটি নির্দিষ্ট দিকে পরিচালিত হয়। যেমন, তাপ উচ্চতর তাপমাত্রা থেকে নিম্নতর তাপমাত্রার দিকে সঞ্চালিত হয়। একটি জড়বস্তু সুযোগ পেলেই উঁচু থেকে নিচুতে পড়তে থাকে। প্রকৃতিতে এসব ঘটনা কখনো স্বাভাবিকভাবে বিপরীত দিকে প্রত্যাবর্তন করে আদি অবস্থায় যায় না। তাই বলা হয়, সকল স্বতঃস্ফুর্ত পরিবর্তন অপ্রত্যাগামী।

৪নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (গ).

আমরা জানি,

উদ্দীপকে,

উৎসের তাপমাত্রা T1=500 K

গৃহীত তাপ, Q1 = 1250 J

বর্জিত তাপ, Q2 = 700 J

তাপ গ্রাহকে তাপমাত্রা, T2=?

অর্থাৎ তাপ গ্রাহকে তাপমাত্রা

৪নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ (ঘ).

উদ্দীপকের engine টির দক্ষতা 20% বৃদ্ধি করতে হলে তাপ উৎসের তাপমাত্রা বৃদ্ধি করতে হবে ।

উদ্দীপক অনুসারে,

তাপ উৎসের তাপমাত্রা, T1= 500 K

‘গ’ হতে প্রাপ্ত নিমণ তাপমাত্রার তাপাধারের তাপমাত্রা, T2= 280 K

দক্ষতা ƞ হলে,

Ƞ=

engine টির দক্ষতা 44%

দক্ষতা 20% বৃদ্ধির পর নতুন দক্ষতা ƞ1= (44+20)% = 64%

এক্ষেত্রে engine টির নিমণ তাপমাত্রার তাপাধারের তাপমাত্রা স্থির রেখে তাপ উৎসের তাপমাত্রা বৃদ্ধি করতে হবে।

ধরি, পরিবর্তিত তাপ উৎসের তাপমাত্রা T.

আবার, ƞ1=

সুতরাং উৎসের তাপমাত্রা 777.78 K.

অতএব, তাপমাত্রা বৃদ্ধি করতে হবে = (T-T1) K

= (777.78-500) K

= 277.78 K

অতএব, উপরের আলোচনা হতে বলা যায়, engine টির দক্ষতা 20% বৃদ্ধি করতে হলে তাপ উৎসের তাপমাত্রা 277.78 K বাড়াতে হবে।

Read More

HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (Srijonshil) সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তর অধ্যায়-২ pdf download

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।

Read More

HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (Srijonshil) সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তর অধ্যায়-৩ pdf download

এইচএসসি পরীক্ষার পূর্ণাঙ্গ প্রস্তুতি

পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

৩য় অধ্যায়

সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর

HSC Physics 2nd Paper pdf download

Chapter-3

Srijonshil

Question and Answer

ক. জ্ঞানমূলক প্রশ্নোত্তরঃ

প্রশ্ন-১. পরিবাহির তাপমাত্রা ও রোধের সম্পর্ক কী?

উত্তর: পরিবাহীর রোধের তাপমাত্রার সমানুপাতিক।

প্রশ্ন-২. পরিবাহিতার একক কী?

উত্তর: পরিবাহিতার একক হলো সিমেন্স।

প্রশ্ন-৩. রোধের দৈর্ঘ্যের সুত্রটি কী?

উত্তর: নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট উপাদানের পরিবাহকের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল স্থির থাকলে পরিবাহকের রোধ দৈর্ঘ্যের সমানুপাতে পরিবর্তিত হয়।

প্রশ্ন-৪. বর্তনী কী?

উত্তর: তড়িৎ প্রবাহ চলার সম্পূর্ণ পথকে তড়িৎ বর্তনী বলে।

প্রশ্ন-৫. কোষের সমবায় কী?

উত্তর: শক্তিশালী প্রবাহ পাওয়ার জন্য এশাধিক কোষ একত্রে ব্যবহার করাকে কোষের সমবায় বলে।

প্রশ্ন-৬. তাপ উৎপাদন সম্পর্কিত জুলের তৃতীয় সূত্রটি লেখ।

উত্তর: বিদ্যুৎবাহী পরিবাহীতে বিদ্যুৎ প্রবাহমাত্রা অপরিবর্তিত থাকলে পরিবাহীতে বিদ্যুৎ প্রবাহের দরুন উদ্ভত তাপ প্রবাহকালের সমানুপাতিক।

প্রশ্ন-৭. কিলোওয়াট ঘন্টা কী?

উত্তর: কিলোওয়াট ক্ষমতাসম্পন্ন একটি বৈদ্যুতিক যন্ত্র। ঘন্টায় যে বিদ্যুৎ শক্তি সরবরাহ বা ব্যয় করে তাকে। কিলোওয়াট ঘন্টা বলে।

প্রশ্ন-৮. তাপ বিদ্যুৎ ক্রিয়া কী?

উত্তর: তাপ দ্বারা বিদ্যুৎ উৎপাদনের প্রক্রিয়াকে তাপ বিদ্রুৎ ক্রিয়া কলে।

প্রশ্ন-৯. তাপ বিদ্যুচ্চলক রল কী?

উত্তর: কোনো তাপ যুগলের দুটি সংযোগ স্থলে তাপমাত্রার পার্থক্যের জন্য যে বিদ্যুচ্চালক বলের সৃষ্টি হয়, তাকে তাপ বিদ্যচ্চালক বল বলে।

প্রশ্ন-১০. হুইটস্টোন ব্রিজ কাকে বলে?

উত্তর: চারটি রোধ শ্রেণিবদ্ধভাবে সজ্জিত করে একটি আবদ্ধ লুপ তৈরি করলে যে চারটি সংযোগস্থল তৈরি হয়, তার যেকোনো দুটি বিপরীত সংযোগস্থলের মাঝে একটি বিদ্যুৎ কোষ এবং অপর দুটি সংযোগস্থলের মাঝে গ্যালভানোমিটার সংযোগে যে বর্তনী তৈরি হয় তাকে হুইটস্টোন ব্রিজ বলে।

প্রশ্ন-১১. বর্তনীতে শান্ট কীভাবে যুক্ত করা হয়?

উত্তর: বর্তনীতে শান্ট সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত করা হয়।

প্রশ্ন-১২. কিসের পরিবর্তিত রুপ অ্যামিটার?

উত্তর: ডি. আরসনভাল জাতীয় গ্যালভানোমিটারের পরিবর্তিত রুপ অ্যমিটার।

প্রশ্ন- ১৩. AVO মিটার কী?

উত্তর: AVO মিটার হচ্ছে মাল্টিমিটারের অপর নাম যার সাহায্যে রোধ, কারেন্ট ও বিভব পার্থক্য পরিমাপ করা হয়।

প্রশ্ন-১৪. ওহম মিটার কী?

উত্তর: যে যন্ত্রের সাহায্যে রোধ নির্ণয় করা হয়, তাকে ওহম মিটার বলে।

প্রশ্ন-১৫. অ্যমিটারের পাল্লা কী?

উত্তর: একটি অ্যামিটার সর্বাধিক যে পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহ পরিমাপ করতে পারে তাই ঐ অ্যামিটারের পাল্লা।

প্রশ্ন: ১৬. এক ওহম রোধ কাকে বলে?

উত্তর: কোনো পরিবাহীর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য এক ভোল্ট হলে যদি এর কধ্য দিয়ে এক অ্যাম্পিয়ার তড়িৎ প্রবাহিত হয় তাহলে উক্ত পরিবাহীর রোধ এক ওহম।

প্রশ্ন-১৭. তড়িৎ পরিবাহিতাঙ্কের একক কী?

উত্তর: তড়িৎ পরিবাহিতাঙ্কের একক।

অনুধাবনমূলক প্রশ্নোত্তরঃ

প্রশ্ন-১. রেধের উষ্ণতা সহগ বলতে কী বোঝ?

উত্তর: তাপমাত্রার একক রোধের কোনো পরিবাহীর তাপমাত্রা প্রতি হতে বৃদ্ধিতে তার রোধের যে পরিমাণ বৃদ্ধি ঘটে তাকে ঐ পরিবাহীর উপাদানের রোধের উষ্ণতা সহগ বলে।

তাপমাত্রায় কোনো পরিবাহীর রোধ এবং তাপমাত্রায় রোধ হলে, রোধের উষ্ণতা সহগ

বা,

এস আই পদ্ধতিতে রোধের উষ্ণতা সহগের একক হলো বা

প্রশ্ন-২. তড়িৎ প্রবাহের সময় তড়িৎ বলের প্রভাবে ইলেকট্রনের সুষম ত্বরণ সৃষ্টি হয় না কেন?

উত্তর: কোনো পরিবাহীর দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্যের ফলে সৃষ্ট তড়িৎক্ষেত্র পরিবাহীর ভিতরের মুক্ত ইলেকট্রনের সুষম ত্বরণ সৃষ্টি করতে পারে ন। কারন উলেকট্রন গতিশীল হলে পরিবাহী যেসব অনু বা পরমাণু সমন্বয়ে গঠিত তাদের সাথে সংঘর্ষ ঘটতে থাকে, ফলে ইলেকট্রনের দ্রুতি তখনো তাড়িত বলের প্রভাবে বৃদ্ধি পায় আবার কখনো সংঘর্ষের কারণে হ্রাস পায়।

প্রশ্ন-৩. অতিপরিবাহিতা বলতে কী বোঝ?

উত্তর: অতি নিম্ন তাপমাত্রায় কিছু কিছু পদার্থের রোধ শূন্যে নেমে আসে। এসব পদার্থকে অতি পরিবাহী এবং এদের এ ধর্মকে অতি পরিবাহিতা বলে। ডাচ পদার্থবিদ কেমারলিং ওন্স ১৯৯১১ খ্রিস্টাব্দে সর্বপ্রথম পরীক্ষার সাহায্যে প্রমাণ করেন যে, 4.2 K তাপমাত্রার নিচে পারদের রোধ শূন্য হয়ে যায়। টিন অ্যালুমিনিয়াম বিভিন্ন ধরনের সংকর ধাতুর পদার্থে অতিপরিবাহিতা লক্ষ করা যায়।

প্রশ্ন-৪. রোধের সমান্তরাল সমবায় বলতে কী বোঝ?

উত্তর: কতকগুলো রোধ যদি এমনভাবে সজানো থাকে যে, এদের মাথার এক প্রান্ত একটি সাধারণ বিন্দুতে এবং অপর প্রান্তগুলো অন্য একটি সাধারন বিন্দুতে সংযুক্ত থাকে এবং প্রত্যেকটি রোধের দুই প্রান্তে একই বিভব পার্থক্য বজায় থাকে তাহলে সেই সমবায়কে রোধের সমান্তরাল সমবায় বলে।

প্রশ্ন-৫. তড়িৎ কোষের কয়েকটি বৈশিষ্ট্য লেখ।

উত্তর: তড়িৎ কোষের বৈশিষ্ট্যসমূহ নিম্নরুপ-

১. তড়িৎ কোষের তড়িৎচালক শক্তি কোষের আকৃতির উপর নির্ভর করে না। কোষের সক্রিয় উপাদানগুলোর উপর নির্ভর করে।

২. কোষের তড়িৎদ্বার দুটি যত কাছাকাছি থাকে এবং ক্ষেত্রয়ল যত বড় হয় কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ তত কম হয়।

৩. অভ্যন্তরীণ রোধ কম হলে উচ্চ মাত্রায় তড়িৎ প্রবাহ পাওয়া যায়।

৪. কোয়ের পাতা এবং সক্রিয় তরলের স্পর্শ হলে তড়িৎচালক বলের সৃষ্টি হয়।

প্রশ্ন-৬. কিলোওয়াট ঘন্টা ব্যাখ্যা কর।

উত্তর: ক্ষমতার একক কিলোওয়াট এবং সময়ের একক ঘন্টা হিসেবে প্রকাশ করলে শক্তির একক কিলোওয়াট-ঘন্টা এককে প্রকাশিত হয়। এক কিলোওয়াট ক্ষমতা সম্পন্ন কোনে যন্ত্র এক ঘন্টা ধরে যে তড়িৎ শক্তি সরবরাহ বা ব্যয় করে তার পরিমাণকে এক কিলোওয়াট-ঘন্টা বলে।

প্রশ্ন-৭ জুলের রোধের সুত্রটি ব্যাখ্যা করা।

উত্তর: বিদ্যুৎ প্রবাহমাত্রা এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ কাল অপরিবর্তিত থাকলে পরিবাহিতে বিদ্যুৎ প্রবাহের দরুন উদ্ভূত তাপ পরিবাহীর রোধের সমানুপাতিক।

অর্থাৎ যদি i এবং t স্থির থাকে।

এ সূএের অর্থ- পরিবাহীর রোধ দ্বিগুণ বা অর্ধেক হলে উদ্ভুত ‘তাপ’ প্রাথমিক তাপের যথাক্রমে দ্বিগুণ বা অর্ধেক হবে।

কাজেই বিদ্যুৎ প্রবাহের শ্রেনীতে যুক্ত R , রোধে t সময়ে উদ্ভূত তাপ যথাক্রমে .........হলে

= ধ্রুবক।

প্রশ্ন-৮. বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বলতে কী বুঝ?

উত্তর: কোনো বৈদ্যুতিক যন্ত্রের কাজ করার হারকে ঐ যন্ত্রের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বলে।

যেমন, কোনো বৈদ্যুতিক উৎস যদি t সময়ে w পরিমাণ কাজ করার ক্ষমতাকে এক ওয়াট বলে। অর্থাৎ 1 ওয়াট 1 জুল/সেকেন্ড।

প্রশ্ন-৯. মিটার ব্রিজের প্রান্ত ত্রুটি বলতে কী বোঝ?

উত্তর: মিটার ব্রিজ তারের দু’প্রান্ত ধাতব পাতের সাথে ঝালাই করে লাগানো থাকে। ফলে ঝালাইয়েরর দরুন প্রান্তে কিছু রোধ অন্তর্ভূক্ত হয়। এ রোধ হিসাবে না আনলে ফলাফল ত্রুটিপূর্ণ হয়। এ কারণে একে প্রান্ত ত্রুটি বলা হয়।

১নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

নিচের চিত্রটি লক্ষ করঃ

ক) অ্যামিটার কাকে বলে?

খ) অ্যামিটার ও ভোল্টমিটারের পাল্লা কিভাবে বাড়ানো যায়?

গ) গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহের মান নির্ণয় কর।

ঘ) ব্যবস্থাটির মাধ্যমে 200 A তড়িৎ প্রবাহ পরিমাপের জন্য প্রয়োজনীয় পদক্ষক্ষপ গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখাও।

উত্তরঃ (ক).

যে যন্ত্রের সাহায্যে কোনো বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহ সরাসরি অ্যাম্পিয়ার এককে পরিমাপ করা হয় তাকে অ্যামিটার বলে।

উত্তরঃ (খ).

অ্যামিটারের পাল্লা বাড়ানোঃ একটি স্বল্প পাল্লার অ্যামিটারকে বেশি পাল্লার অ্যামিটারে পরিণত করতে হলে অ্যামিটারের সাথে সমান্তরাল সমবায়ে একটি অত্যন্ত স্বল্প মাত্রার রোধ যুক্ত করতে হয়।

ভোল্টমিটারের পাল্লা বাড়ানোঃ একটি স্বল্প মাত্রার ভোল্টমিটারকে বেশি মাত্রার ভোল্টমিটারে পরিণত করতে হলে যন্ত্রের সাথে শ্রেণি সমবায়ে এমন একটি রোধ যুক্ত করতে হবে যাতে যন্ত্রের ভিতর দিয়ে প্রবাহিত তড়িতের কোনো পরিবর্তন না হয়।

উত্তরঃ (গ)

উদ্দীপক থেকে পাই, গ্যালভানোমিটারের রোধ, G= 100Ω

ব্যবহৃত শান্টের রোধ, S = 2Ω

শান্টের মধ্য দিয়ে প্রবাহ, Is= 49.02 A

গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহ, Ig =?

এখন বর্তনীর মূল প্রবাহ, I হলে, Is =

বা,

বা,

বা,I = 50 A

এখন,Ig =

অতএব, গ্যালবানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহের মান 0.98 A।

উত্তরঃ (ঘ).

‘গ’ নং থেকে পাই ব্যবস্থাটির মূল প্রবাহের মান I = 50 A এখন ব্যবস্থাটির মাধ্যমে 200 A তড়িৎ প্রবাহ পরিমাপ করতে হলে, এতে ব্যবহৃত শান্টের মান পরিবর্তন করতে হবে। কারণ গ্যালভানোমিটারের অভ্যন্তরীণ রোধ নির্দিষ্ট বলে তা পরিবর্তন করা সম্ভব নয়।

মনে করি, ব্যবস্থাটিতে S মানের শান্ট ব্যবহার করলে এর মাধ্যমে 200 A প্রবাহ পরিমাপ করা যাবে।

এক্ষেত্রে, বর্তনীর প্রবাহ, I = 200 A

গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 100Ω

গ্যালভানোমিটারের প্রবাহ, Ig = 0.98 A [ গ নং থেকে]

এখন,Ig =

বা, Ig (G+ S) = IS

বা,IgG + IgS – IS= 0

বা,IS – IgS= IgG

বা,S (I – Ig) = Ig G

বা,S =

অর্থাৎ ব্যবস্থাটির মাধ্যমে 200 A প্রবাহ পরিমাপ করতে হলে শান্টের মান 0.49Ω হতে হবে।

এখন, প্রথম ব্যবস্থাটিতে 2Ω শান্টের পরিবর্তে 0.49Ω মানের শান্ট ব্যবহার করা যেতে পারে।

দ্বিতীয়ত 2Ω মানের শান্টের সাথে সমান্তরালে এমন একটি রোধ ব্যবহার করতে হবে যাতে শান্টের তুল্যরোধ 0.49Ω হয়। এখন উক্ত রোধটি R হলে,

বা,

বা, R= 0.65Ω

অতএব, শান্টের সাথে 0.65Ω রোধ সমান্তরালে যুক্ত করলে ব্যবস্থাটির মাধ্যমে 200 A প্রবাহ পরিমাপ করা সম্ভব হবে।

২নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

ক) শান্ট কাকে বলে?

খ) তড়িৎ প্রবাহের ফলে বর্তনীতে তাপের উদ্ভব হয়- ব্যাখ্যা কর।

গ) বর্তনীর তুল্য রোধ নির্ণয় কর।

ঘ) R3 এর সাথে কত রোধ কিভাবে যুক্ত করলে এর ভিতর দিয়ে R1 এর সমান প্রবাহ পাওয়া যাবে? গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মতামত দাও।

উত্তরঃ (ক).

অধিক পরিমাণ প্রবাহ গিয়ে যাতে গ্যালভানোমিটারকে নষ্ট করতে না পারে তার জন্য গ্যালভানোমিটারের সাথে সমান্তরাল সমবায়ে যে অল্প মানের রোধ সংযুক্ত করা হয় তাকে শান্ট বলে।

উত্তরঃ (খ).

আমরা জনি, পরিবাহকের দুই বিন্দুর মাধ্যে বিভব পার্থক্য সৃষ্টি হলে পরিবাহকের মুক্ত ইলেকট্রনগুলো আমত্মঃআণবিক স্থানের মধ্যে দিয়ে পরিবাহকের নিম্নবিভব বিশিষ্ট বিন্দু থেকে উচ্চ বিভব বিশিষ্ট বিন্দুর দিকে চলতে থাকে, ফলে তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হয়। এ ইলেকট্রনগুলো চলার সময় পরিবাহকের পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় এবং ইলেকট্রনের গতিশক্তি পরমাণুতে সঞ্চালিত হয়ে পরমাণুর গতিশক্তি আরো বৃদ্ধি করে। এ বর্ধিত গতিশক্তি তাপে রূপান্তরিত হয় এবং পরিবাহকের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। ফলে পরিবাহী উত্তপ্ত হয়। অর্থাৎ পরিবাহীতে তাপ উৎপন্ন হয়।

উত্তরঃ (গ).

এখানে R1 ও R2 সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত

এদের তুল্যরোধ Rp হলে,

এখানে রোধসমূহ,

এবার, Rp এর সাথে R3 শ্রেণিতে যুক্ত।

বর্তনীর তুল্যরোধ, Rs= Rp+R3= (2+10)Ω =12Ω

অতএব, বর্তনীর তুল্যরোধ 12Ω।

উত্তরঃ (ঘ).

বর্তনীর মোট প্রবাহ,

Rp এর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্যই হবে R1 এর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য।

R1 এর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য,

Vp=IRp

বা, Vp= 0.5 A ×2Ω= 1 V

এখন, Vp=I1R1

বা, 1 V = I1× 3Ω

বা, I1 =

R3 এর মধ্যে দিয়ে গমনকারী প্রবাহ, I = 0.5 A

I ˃ I1

R3 এর সাথে R4 রোধ শ্রেনীতে যুক্ত করতে হবে।

বা,

বা,

বা,

R3 এর সাথে 5Ω রোধ শ্রেণিতে যুক্ত করলে প্রাবাহিত প্রবাহ R1- এর মধ্যদিয়ে প্রবাহিত প্রবাহের সমান হবে।

৩নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

চিত্রটি লক্ষ করঃ

ক) তড়িৎচলক বল কাকে বলে?

খ) বৈদ্যুতিক সিস্টেম লস কী এবং কেন হয় ব্যাখ্যা কর।

গ) উদ্দীপকের বর্তনীর মূল প্রবাহের মান নির্ণয় কর।

ঘ) উদ্দীপকের বর্তনীর R1, R2 ও R3 এর মধ্য দিয়ে অতিক্রান্ত প্রবাহের সমষ্টি বর্তনীর মূল প্রবাহের সমান গাণিতিকভাবে যাচাই কর।

উত্তরঃ (ক).

পরিবাহীর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য বজায় রাখতে তড়িৎকোষ যে তড়িৎ শক্তি সরবরাহ করে তাকে কোষের তড়িৎচলক বল বলে।

উত্তরঃ (খ)

পরিবহনের সময় তড়িতের কিছু পরমাণু লস অর্থাৎ ক্ষয় হয়। একে তড়িতের সিস্টেম লস বলে। আমরা জানি, বিদ্যুৎ সঞ্চালনের জন্য যে সকল তার ব্যবহার করা হয় তাদের একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ রোধ থাকে। ফলে এ রোধকে অতিক্রমের জন্য তড়িৎশক্তির একটি অংশ তাপে রূপান্তরিত হয় অর্থাৎ লস বা ক্ষয় হয়।

উত্তরঃ (গ)

এখানে, রোধত্রয় সমান্তরাল সমবায়ে সংযুক্ত এখন বর্তনীর তুল্যরোধ, R হলে,

বা,

বা,

বা,

এখানে,

তড়িৎচালক শক্তি E = 6 V

বর্তনীর মূল প্রবাহ, I =?

আমরা জানি,

অতএব, বর্তনীর মূল প্রবাহ

উত্তরঃ (ঘ)

‘গ’ নং থেকে পাই,

বর্তনীর মূল প্রবাহ,

বর্তনীর তুল্যরোধ,

R1, R2 ও R3 এর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য

V= IR

=

R1 এর মধ্য দিয়ে অতিক্রান্ত প্রবাহ,

R2 এর মধ্য দিয়ে অতিক্রান্ত প্রবাহ,

R3 এর মধ্য দিয়ে অতিক্রান্ত প্রবাহ,

এখন,

= 0.625 A

অতএব, বর্তনীর R1, R2 ও R3 এর মধ্য দিয়ে তড়িৎচালক প্রবাহের সমষ্টি বর্তনীর মূল প্রবাহের সমান।

৪নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

কোনো গ্যালভানোমিটারের অভ্যন্তরীণ রোধ 50Ω এর সাথে 5Ω এর একটি শান্ট ব্যবহার করা হলো।

ক) এক অ্যাম্পিয়ার কী?

খ) বিদ্যুৎ শক্তি ব্যয়ের হিসাব করা হয় কিভাবে?

গ) গ্যালভানোমিটারটির সাথে কত রোধের শান্ট ব্যবহার করলে মোট তড়িৎ প্রবাহের 10% গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতো?

ঘ) উল্লেখিত বর্তনীতে কত রোধ দিলে মূল প্রবাহের মান অপরিবর্তিত থাকবে এবং মূল প্রবাহের মান 1.1 A হলে শান্ট ব্যবহার করার পূর্বে ও পরে গ্যালভানোমিটারের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্র গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে নির্ণয় কর।

উত্তরঃ (ক).

শূন্য মাধ্যমে 1m দূরত্বে অবস্থিত অসীম দৈর্ঘের এবং উপেক্ষণীয় প্রস্থচ্ছেদের দুটি সমান্তরাল সরল পরিবাহীর প্রত্যেকটিতে যে পরিমাণ প্রবাহ চললে পরস্পরের মধ্যে প্রতি মিটার দৈর্ঘ্যে 2×10-7N বল উৎপন্ন হয় তাই এক অ্যাম্পিয়ার।

উত্তরঃ (খ).

বিদ্যুৎ সরবরাহ কোম্পানি বাড়িতে বা কল-কারখানায় যে বিদ্যুৎ শক্তির সরবরাহ করে তার পরিমাণ শক্তির একক অনুযায়ী করা হয়। একে কিলোওয়াট ঘন্টা (K.W.H বা kWh) বলে। যেহতু সারা বিশ্বের বিদ্যুৎ সরবরাহ কোম্পানি এই একই একক ব্যবহার করে বিদ্যুৎ কেনা- বেচা করে, সেজন্য একে বোর্ড অব ট্রেড (B.O.T) বা ব্যবসায়িক একক বলে।

উত্তরঃ (গ).

গ্যালভানোমিটারের রোধ, G = 50Ω

এখন, গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহ 1g এবং বর্তনীর মূল প্রবাহ I হলে,

শান্টের রোধ, S =?

আমরা জানি,

বা,

বা,

বা,

বা,

বা,

বা,

বা,

অতএব, গ্যালভানোমিটারের সাথে 5.56 রোধের শান্ট যুক্ত কররে মোট তড়িৎ প্রবাহের 10% গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হবে।

উত্তরঃ (ঘ).

উদ্দীপক থেকে পাই,

গ্যালভানোমিটারের রোধ, G= 50Ω

ব্যবহৃত শান্টের রোধ, S= 5Ω

বর্তনীর মূল প্রবাহ, I = 1.1 A

এখন, শান্ট গ্যালভানোমিটারের সাথে সমান্তরালে থাকায় তুল্যরোধ R হলে,

এ তুল্য রোধ R গ্যালভানোমিটারের রোধ G এর চেয়ে যতটা কম হবে ততটা রোধ বর্তনীতে শ্রেণি সমাবায়ে যুক্ত করলে মূল প্রবাহের মান অপরিবর্তিত থাকবে। ধরি, Rʹ রোধ যুক্ত করতে হবে।

তাহলে, Rʹ=G- R = 50Ω-

এখন, শান্ট ব্যবহার করার পূর্বে গ্যালভানোমিটারের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য V= IG= 1.1 A×50Ω= 55 V

শান্ট ব্যবহার করার পরে গ্যালভানোপমিটারের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য, Vʹ= IR = 1.1 A × = 5 V

অতএব, উরোক্ত গাণিতিক বিশ্লেষণ থেকে পাই বর্তনীতে 5.56Ω রোধ শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত করলে মূল প্রবাহের মান অপরিবর্তিত থাকবে এবং মূল প্রবাহের মান 1.1 A হলে শান্ট ব্যবহার করার পূর্বে ও পরে গ্যালভানোমিটারের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য যথাক্রমে 55 V ও 5 V হবে।

Read More

HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (Srijonshil) সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তর অধ্যায়-৪ pdf download

এইচএসসি পরীক্ষার পূর্ণাঙ্গ প্রস্তুতি

পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

৪র্থ অধ্যায়

সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর

HSC Physics 2nd Paper pdf download

Chapter-4

Srijonshil

Question and Answer

ক. জ্ঞানমূলক প্রশ্নোত্তরঃ

প্রশ্ন-১. সর্বপ্রথম কোন বিজ্ঞানী তড়িৎ চুম্বকত্বের ধারণা দেন?

উত্তর: বিজ্ঞানী হ্যাসণ ক্রিশ্চিয়ান ওয়েরস্টেড সর্বপ্রথম তড়িৎ চুম্বকত্বের ধারনা দেন।

প্রশ্ন-২. চৌম্বক ফ্লাক্স কী?

উত্তর: কোনো চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে বাস্তব বা কল্পিত কোনো তলের মধ্যদিয়ে অতিক্রান্ত চৌম্বক ক্ষেত্র রেখা বা আবেশ রেখার সংখ্যাকে চৌম্বক ফ্লাক্স বলে।

প্রশ্ন-৩. চৌম্বক ফ্লাক্সেও একক কী?

উত্তর: চৌম্বক ফ্লাক্সেও একক ওয়েবার (Wb) বা, N mA।

প্রশ্ন-৪. চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ত কাকে বলে?

উত্তর: কোনো একটি তলের একক ক্ষেত্রফলের উপর যত সংখ্যক চৌম্বক ফ্লাক্স বা আবেশ রেখা লম্বভাবে আপতিত হয় তাকে ঐ তলের ফ্লাক্স ঘনত্ব বলে।

প্রশ্ন-৫. লরেঞ্চ বল কী?

উত্তর: কোনো চার্জ একই সঙ্গে তড়িৎ ক্ষেত্র এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের ভিতর দিয়ে গেলে মোট যে বল অনুভব করে তাকে লরেঞ্জ বল বলে।

প্রশ্ন-৬. চেীম্বক প্রবেশ্যতার একক কী?

উত্তর: চৌম্বক প্রবেশ্যতার একক বা।

প্রশ্ন-৭. উত্তর সন্ধানী মেরু কী?

উত্তর: সাধারণ চুম্বকের উত্তর মেরুকে উত্তর সন্ধানী মেরু বলে।

প্রশ্ন-৮. পৃথিবীর চৌম্বক মেরু কোথায় অবস্থিত?

উত্তর: পৃথিবীর যে দু’টি স্থানে কোনো চৌম্বক শলাকাকে ভারকেন্দ্র হতে ঝুলালে তার চৌম্বক অক্ষ খাড়াভাবে অবস্থান করে ঐ দু’টি স্থানেই পৃথিবীর চৌম্বক মেরু অবস্থিত।

প্রশ্ন-৯. ভৌগোলিক মধ্যতল কী?

উত্তর: ভেীগোলিক অক্ষক্ষর মধ্যদিয়ে যে উল্লম্ব তল কল্পনা করা হয়, তাকে ভৌগোলিক মধ্যতল বলে।

প্রশ্ন-১০. চৌম্বক তীব্রতা কী?

উত্তর: চৌম্বক ক্ষেত্রের কোনো বিন্দুতে চৌম্বক আবেশ বা চৌম্বক ক্ষেত্র এবং চৌম্বক প্রবেশ্যতার অনুপাতকে চৌম্বক তীব্রতা বলে।

প্রশ্ন-১১. চৌম্বক নিগ্রাহিতা কী?

উত্তর: চুম্বকত্ব হ্রাসের কারণ থাকা সত্তেও কোনো একটি চৌম্বক পদার্থের মধ্যে উৎপন্ন চুম্বকত্ব ধরে রাখার ক্ষমতাকে ঐ পদার্থের চৌম্বক নিগ্রাহিতা বা সহনশীলতা বলে।

প্রশ্ন-১২. হিসটেরেসিস কী?

উত্তর: কোনো ফেরোচৌম্বক পদার্থে চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করে চুম্বকিত করার পর চৌম্বক ক্ষেত্র অসারণ করলে এটি বিচুম্বকিত হতে যে অনীহা বা শৈথিল্য দেখায় তাকে হিসটেরেসিস বলে।

অনুধাবনমূলক প্রশ্নোত্তরঃ

প্রশ্ন-১. চার্জের অভিমুখ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের অভিমুখ পরস্পর লম্ব হলে গতিশীল চার্জের উপর ক্রিয়াশীল বল কেমন হবে?

উত্তর: চার্জেও অভিমুখ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের অভিমুখ পরস্পর লম্ব হলে গতিশীল চার্জের উপর ক্রিয়াশীল বলের মান সর্বোচ্চ হবে। e মানের চার্জ B চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে লম্ব ভাবে v বেগে অগ্রসর হলে তার উপর ক্রিয়াশীল বল, F = Bev।

প্রশ্ন-২. হল ক্রিয়ার সাহায্যে কী কী নির্ণয় করা যায়?

উত্তর: হল ক্রিয়ার সাহায্যে নিমেণাক্ত বিষয়গুলো নির্ণয় করা যায়:

ক. প্রবাহ সৃষ্টিকারী চার্জের প্রকৃতি (ধনাত্মক বা ঋণাত্মক)

খ. হল বিভব ও প্রতি একক আয়তনে চার্জের সংখ্যা।

প্রশ্ন-৩. স্পিন-1বিশষ্ট কণা কিভাবে শনাক্ত করা যায়?

উত্তর: স্পিন-1বিশিষ্ট কণা দেখতে একমুখী তীরের মতো। এই কণাকে ঘুরালে একই রকম দেখা যাবে। অর্থাৎ পূর্ন আবর্তনে স্পিন-1 বিশিষ্ট কণা দেখতে একই রকম হয়। এসব দেখে স্পিন-1 বিশিষ্ট কানা শনাক্ত করা যায়।

প্রশ্ন-৪. প্যারাচুম্বক পদার্থের ৪টি বৈশিষ্ট্য লেখ।

উত্তর: প্যারাচুম্বক পদার্থের ৪টি বৈশিষ্ট্য নিম্নরুপ-

১. এরা চুম্বক দ্বারা কম আকর্ষিত হয়;

২. এদের চেীম্বক ধারকত্ব নেই;

৩. এদেও চৌম্বক প্রবেশ্যতা নেই;

৪. চেীম্বক ক্ষেত্র অপসারণ করলে চুম্বকত্ব লোপ পায়।

প্রশ্ন-৫. ডোমেইন বলতে কী বুঝ?

উত্তর: ফেরোচৌম্বক পদার্থের অভ্যন্তরে অজস্র ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র অঞ্চল রয়েছে। এই অঞ্চলে

প্রশ্ন-৬. ফেরিচৌম্বক পদার্থ বলতে কী বুঝায়?

উত্তর: কিছু পদার্থ আছে যাতে দু’টি ভিন্ন ধরনের আয়না থাকে। আয়নাসমূহের মোমেন্ট প্রতি সমান্তরাল সজ্জায় থাকলেও মান সমান না হওয়ায় নীট চৌম্বক মোমেন্ট থাকে। এদেরকে ফেরিচৌম্বক পদার্থ। যেমন, ফেরাইট একটি ফেরিচেীম্বক পদার্থ।

প্রশ্ন-৭. পরিবাহী তার হতে কোনো বিন্দুর দূরত্ব বৃদ্ধি পেলে চৌম্বক ক্ষেত্র কেমন হবে?

উত্তর: বায়োট স্যাভার্টের সুত্রানুসারে,কোনো পরিবাহীর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহের ফলে এর আশেপাশে কোনো বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান পরিবাহীর মধ্যবিন্দুর দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক। তাই পরিবাহী তার হতে কোনো বিন্দুর দূরত্ব বৃদ্ধি পেলে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান হ্রাস পাবে।

১নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

নিচের চিত্রটি লক্ষ করঃ

ক) ওয়েবার কাকে বলে?

খ) একটি চুম্বক শলাকাকে একটি তড়িৎবাহী তার হতে ধীরে ধীরে দূওে সরিয়ে নিলে কী ঘটবে?

গ) চিত্রটি হতে P বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান নির্ণয়ের জন্য প্রয়োজনীয় সমীকরণ প্রতিষ্ঠা কর।

ঘ) তারটিকে কেটে সোজা করা হলে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান নির্ণয় করা যাবে কি? তোমার উত্তরের সপক্ষে যুক্তি দাও।

উত্তরঃ (ক).

কোনো কুন্ডলীতে প্রতি সেকেন্ড যত সংখ্যক ফ্ল্যাক্স পরিবর্তনের জন্য ঐ কুন্ডলীতে 1 ভোল্ট বিভব পার্থক্য সৃষ্টি হয়, তাকে 1 ওয়েবার বা শুধু ওয়েবার বলে।

উত্তরঃ (খ).

একটি চুম্বক শলাকা তড়িৎবাহী তারের সন্নিকটে রাখলে তা বিক্ষিপ্ত হয়। এটিকে তার হতে যতই দূরে নিয়ে যাওয়া হবে শলাকার বিক্ষেপ ততই কমতে থাকবে। একসময় অনেক দূরে নিয়ে গেলে সেখানে তারে তড়িৎ প্রবাহের জন্য সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্র ক্রিয়াশীল থাকবে না এবং শলাকটিও বিক্ষেপ না দিয়ে স্থির হয়ে থাকবে।

উত্তরঃ (গ).

ধরা যাক, XY হচ্ছে কুন্ডলীর ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র দৈর্ঘ্য d একন বায়োট স্যাভার্টের সূত্রানুসারে, d। দৈর্ঘ্যের জন্য কুন্ডলীর কেন্দ্র P তে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান,

এখানে θ হচ্ছে d এবং এর অন্তর্ভুক্ত কোণ। একন (১) নং সমীকরণকে সমালকন করে সমগ্র কুন্ডলীর জন্য P তে চৌম্বক ক্ষেত্র পাওয়া যাবে। যেহেতু বৃত্তাকার পরিবাহকে দৈর্ঘ্য হচ্ছে কুন্ডলীর পরিধি দৈর্ঘ্য অর্থাৎ , সুতরাং সমাকলনের সীমা হবে, থেকে পর্যন্ত।

যেহেতু কুন্ডলীর সকল বিন্দু থেকে বৃত্তের কেন্দ্র P এর দূরত্ব r সমান এবং কুন্ডলীর যেকোনো অংশ d/ এবং r এর অন্তর্ভুক্ত কোণ সর্বদা

সুতরাং

কুন্ডলীর পাকসংখ্যা n হলে,

এটিই নির্ণের সমীকরণ।

উত্তরঃ (ঘ).

আমরা জানি, যেকোনো আকারের পরিবাহীর জন্য বায়ো- স্যাভার্টের সূত্র প্রযোজ্য। ধরা যাক, কুন্ডলীটিকে [চিত্র-ক] X বরাবর কেটে ফেলায় এটি একটি সরল তারে [চিত্র-খ] পরিণত হলো। তারটি হতে a লম্ব দূরত্বে P বিন্দুতে স্বল্প দৈর্ঘ্য d/ এর জন্য চৌম্বক ক্ষেত্র,

∆POQ হতে পাই,

বা,

এবং

(১) নং সমীকরণে r এবং এর মান বসিয়ে পাই,

এর মান বসিয়ে পাই,

...

বা,

সম্পূর্ণ তারের জন্য চৌম্বক ক্ষেত্র,

এ সমীকরণ হতে সহজেই চৌম্বক ক্ষেত্রের মান বের করা যায়।

২নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগারে একদল শিক্ষার্থী 5 সেন্টিমিটার ব্যাসার্ধ এবং 250 পাকবিশিষ্ট একটি বৃত্তাকার কুন্ডলীর ভিতর দিয়ে 20 A তড়িৎ প্রবাহ চালনা করে এবং কুন্ডলীর কেন্দ্রে চৌম্বকক্ষেত্র B এর মান নির্ণয় করে। তারপর কুন্ডলীর তারটিকে সোজা করে একই পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহ চালিয়ে কয়েলের ব্যাসার্ধের সমান দূরত্বের কোনো বিন্দুতে B এর মান নির্ণয় করে। এমতাবস্থায় প্রবাহ স্থির রেখে পরিবাহীকে 5tesla মানের চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে লম্বভাবে স্থাপন করা হলো।

ক) অ্যাম্পিয়ারের সংজ্ঞা দাও।

খ) সুষম চৌম্বকের ক্ষেত্রে গতিশীল চার্জের উপর ক্রিয়াশীল বল কি কি বিষয়ের উপর নির্ভরশীল?

গ) উদ্দীপকে তারটি সোজা করার পরে চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপিত অবস্থায় এর উপর ক্রিয়াশীল বলের মান কত?

ঘ) উদ্দীপকের আলোকে কোন ক্ষেত্রে B এর মান বেশি পাবে? গাণিতিক ব্যাখ্যা দাও।

উত্তরঃ (ক).

শূন্যস্থানে এক মিটার দুরত্বে অবস্থিত অসীম দৈর্ঘ্যের এবং উপক্ষণীয় প্রস্থচ্ছেদের দুটি সমান্তরাল পরিবাহকের প্রত্যেকটিতে যে পরিমাণ তড়িৎপ্রবাহ চললে পরস্পরের মধ্যে প্রতি মিটার দৈর্ঘ্যে 20×10-7N বল উৎপন্ন হয়, তাকে এক অ্যাম্পিয়ার বলে।

উত্তরঃ (খ).

নিম্নবর্ণিত বিষয়গুলোর উপর নির্ভর করে

1.পরিবাহকে তড়িৎপ্রবাহ

2.পরবাহকের দৈর্ঘ্য

3.চৌম্বকক্ষেত্রের মান

4.তড়িৎবাহী পরিবাহক ও চৌম্বকক্ষেত্রের মধ্যকার কোণ

উত্তরঃ (গ).

ধরি, তারটির উপর ক্রিয়াশীল বল, F

উদ্দীপক থেকে পাই, প্রবাহ, I = 20 A

চৌম্বকক্ষেত্রের মান, B = 5T

তারের দৈর্ঘ্য,

আমরা জানি,

F

ক্রিয়াশীল বল,

উত্তরঃ (ঘ).

বৃত্তাকার কুন্ডলীর ক্ষক্ষত্রেঃ

আমরা জানি,

এখানে,

পাকসংখ্যা, N = 250

প্রবাহ, I = 20 A

ব্যাসার্ধ, r = 5 cm = 0.05 m

চৌম্বকক্ষেত্রের মান, B= কত?

μ0= 4π×10-7T m A-1

ঋজু তারের ক্ষক্ষত্রেঃ

আমরা জানি,

B=

এখানে,

প্রবাহ, I = 20A

আলোচ্য বিন্দুর দূরত্ব,

a = 5 cm = 0.05m

চৌম্বক ক্ষেত্রের মান, B= কত?

দেখা যচ্ছে, বৃত্তাকার কুন্ডলীর ক্ষেত্রে চৌম্বকক্ষেত্রের মান বেশি।

৩নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

চিত্রে AB একটি সরল পরিবাহী মধ্যবিন্দু O। পরিবাহীর মধ্যদিয়ে 15 A তড়িৎ প্রবাহিত হচ্ছে।

ক) কোন বিদ্যুৎবাহী কুন্ডলীর বিদ্যুৎ প্রবাহ এবং কুন্ডলীর ক্ষেত্রফল ভেক্টরের গুণফলকে ঐ কুন্ডলীর কী বলে?

খ) কোন চার্জকে চুম্বকক্ষেত্রের দিকের সাথে সমান্তরালে গতিশীল করলে চার্জের উপর ক্রিয়াশীল বলের মান শূন্য হয় কেন- ব্যাখ্যা কর।

গ) AB পরিবাহীকে 6T বিশিষ্ট একটি চুম্বকক্ষেত্রের সমকোণে স্থাপন করলে পরিবাহীতে কি পরিমাণ বল সৃষ্টি হবে?

ঘ) AB পরিবাহীতে প্রবাহমাত্রা দ্বিগুণ করলে C বিন্দুতে সৃষ্ট চৌম্বক ক্ষেত্রের মানের কিরূপ পরিবর্তন হবে এবং কেন হবে- গাণিতিক বিশ্লেষণ কর।

উত্তরঃ (ক).

কোন বিদ্যুৎবাহী কুন্ডলীর বিদ্যুৎ প্রবাহ এবং কুন্ডলীর ক্ষেত্রফল ভেক্টরের গুণফলকে ঐ কুন্ডলীর চৌম্বক মোমেন্ট বলে।

উত্তরঃ (খ).

আমরা জানি, চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকের সাথে θ কোণে v বেগে গতিশীল চর্জের উপর ক্রিয়াশীল বল,

F = qvB sin θ

= qvB sin 0º; চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকের সাথে সমান্তরালে গতিশীল চার্জের জন্য, θ=0º=0

উত্তরঃ (গ)

ধরি,পরিবাহী তারটির চৌম্বক বল, F

উদ্দীপক থেকে পাই, AB পরিবাহী তারের দৈর্ঘ্য,

তড়িৎ প্রবাহ I = 15 A

চৌম্বক ক্ষেত্রের মান, B = 6T

আমরা জানি , F= IlB sinθ

অতএব, চৌম্বক বলের মান।

উত্তরঃ (ঘ).

প্রবাহমাত্রা I এর জন্য C বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান,

যদি প্রবাহমাত্রা দ্বিগুণ করা হয় তাহেলে C বিন্দুতে চৌম্বক ক্ষেত্রের মান,

বা,

চৌম্বক ক্ষেত্রের মান দ্বিগুণ হবে।

আবার বলে,

বা,

অতএব, AB পরিবাহীতে প্রবাহমাত্রা দ্বিগুণ করলে C বিন্দুতে সৃষ্ট চৌম্বকক্ষেত্রের মানও দ্বিগুণ হবে।

৪নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

একটি বিনতি বৃত্তকে কোনো স্থানে এমনভাবে স্থাপন করা হলো যে বৃত্তের চৌম্বক শলাকা পুরোপুরি উল্লম্ব দিকে থাকে। বিনতি বৃত্তকে অতঃপর উল্লম্ব অক্ষক্ষ 30º কোণে ঘুরালে আপাত বিনতি কোণ 45º হয়। ঐ স্থানের পৃথিবীর চৌম্বকত্বের অনুভূমিক উপাংশ প্রাবাল্য 3×10-6T।

ক) বিনতি কী?

খ) ডায়াচৌম্বক পদার্থ দ্বারা তৈরি বস্তুতে কোন net moment থাকে না কেন?

গ) বৃত্তটির নতুন অবস্থানের পৃথিবীর চৌম্বকত্বের অনুভূমিক প্রাবাল্যের মান কত?

ঘ) বিনতি কোণের প্রকৃত মান আপাত বিনতি কোণের চেয়ে কম হবে কী?

উত্তরঃ (ক).

কোনো স্থানে মুক্তভাবে ঝোলানো কোনো চুম্বক শলাকার স্থির অবস্থানে এর চৌম্বক অক্ষ এবং অনুভূমিক রেখার অন্তর্ভূক্ত কোণকে ঐ স্থানের বিনতি বলে।

উত্তরঃ (খ).

পদার্থের পরমাণুতে ইলেকট্রনের কক্ষীয় ও স্পিন গতি থেকে চৌম্বক মোমেন্ট উদ্ভূত হয়। এক জোড়া ইলেকট্রনের মধ্যে একটির মোমেন্ট অপরটির সমান ও বিপরীত হলে উক্ত জোড়ার নিট মোমেন্ট শূন্য হয়। ডায়াচৌম্বক পদার্থ দ্বারা তৈরি বস্তু এ ধরনের বহু সংখ্যক জোড়ার সমষ্টি। ফলে এসব বস্তুতে কোনো দ্বিপোল থাকে না এবং কোনো নিট মোমেন্ট থাকে না।

উত্তরঃ (গ).

উদ্দীপক হতে,

পৃথিবীর চৌম্বকত্বের অনুভূমিক প্রাবল্য, H = 3×10-6T

নতুন অবস্থানে পৃথিবীর চৌম্বকত্বের অনুভূমিক প্রাবল্য, H1=?

প্রশ্নমতে,

H1=

সুতরাং বৃত্তটির নতুন অবস্থানের পৃথিবীর চৌম্বকত্বের অনুভূমিক প্রাবল্যের মান।

উত্তরঃ (ঘ).

বিনতি কোণের প্রকৃত মান আপাত বিনতি কোণের চেয়ে কম হবে। নিচে এটি গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখানো হলো-

মনে করি প্রকৃত বিনতি δ

নতুন অবস্থানে আপাত বিনতি, δ1=45º

গ নং হতে পাই,

নতুন অবস্থানে পৃথিবীর চৌম্বকত্বের অনুভূমিক প্রাবল্য, H1 = H cos 45º নতুন অবস্থানে আপাত বিনতির মান δ1 হলে,

tan δ1

কিন্তু প্রকৃত বিনতি δ হলে,

tan δ

(১) নং (২) নং সমীকরণ হতে পাই,

tan δ1= tan δ ×

tan δ = tan δ1× cos 45º

= tan 45º×cos 45º= 1×

বা, δ = tan-1(0.707)

δ = 35.26º

অর্থাৎ, δ < δ1

অতএব, উপরের গাণিতিক বিশ্লেষণ হতে বলা যায় বিনতি কোণের প্রকৃত মান আপাত বিনতি কোণের চেয়ে কম।

Read More

HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (Srijonshil) সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তর অধ্যায়-৫ pdf download

এইচএসসি পরীক্ষার পূর্ণাঙ্গ প্রস্তুতি

পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র

৫ম অধ্যায়

সৃজনশীল প্রশ্ন ও উত্তর

HSC Physics 2nd Paper pdf download

Chapter-5

Srijonshil

Question and Answer

ক. জ্ঞানমূলক প্রশ্নোত্তরঃ

প্রশ্ন-১. মূখ্য ও গৌণ কুন্ডলী কী?

উত্তর: তড়িৎবাহী কুন্ডলীকে মূখ্য কুন্ডলী এবং যে তারের কুন্ডলীতে আবিষ্ট তড়িৎ প্রবাহ উৎপন্ন হয় তাকে গৌণ কুন্ডলী বলে।

প্রশ্ন-২. ফ্যারাডের দ্বিতীয় সূত্রটি লেখ।

উত্তর: তার কুন্ডলীতে আবিষ্ট তড়িৎচালক বলের মান সময়ের কুন্ডলীর মধ্য দিয়ে অতিক্রক্রান্ত চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তনের হারের সমানুপাতিক।

প্রশ্ন-৩. স্বকীয় ও পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্কের একক কী?

উত্তর: স্বকীয় ও পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্কের এস আই একক হলো হেনরি। তাছাড়াও মিলি হেনরি, মাইক্রো হেনরি একক হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

প্রশ্ন-৪. প্রবাহের কম্পাঙ্ক কী?

উত্তর: পরিবর্তী তড়িৎচালক শক্তি বা প্রবাহ প্রতি সেকেন্ডে যত সংখ্যক পরিবর্তী চক্র সম্পন্ন করে, তাকে উক্ত তড়িৎচালক বল বা প্রবাহের কম্পাঙ্ক বলে।

প্রশ্ন-৫. বিস্তার কী?

উত্তর: যেকোনো অভিমুখে তড়িৎচালক শক্তি বা প্রবাহের সর্বোচ্চ মানকে বিস্তার বা শীর্ষমান বলে।

প্রশ্ন-৬. তড়িৎ চৌম্বক আবেশের আবিষ্কারক কে?

উত্তর: ১৮৩১ খ্রিস্টাব্দে বিখ্যাত বিজ্ঞানী মাইকেল ফ্যারাডে তড়িৎ চৌম্বক আবেশ আবিষ্কার করেন।

প্রশ্ন-৭. বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি কী?

উত্তর: তড়িৎবিজ্ঞানে আমরা যেসব যন্ত্রপাতি ব্যবহার করি, তাদেরকে বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি বলে।

প্রশ্ন-৮. একমুখী প্রবাহ ডায়নামো কী?

উত্তর: যে ডায়নামোর সাহায্যে এশমুখী তড়িৎ প্রবাহ পাওয়া যায় তাকে একমুখী প্রবাহ ডায়নামো বলে।

প্রশ্ন-৯. আপাত তড়িৎচালক শক্তি কী?

উত্তর: কোনো পূর্ণচক্রের বিভিন্ন সময়কার তড়িৎচালক শক্তির বর্গের গড়ের বর্গমূলকে আপাত তড়িৎচালক শক্তি বলে।

প্রশ্ন-১০. চৌম্বক ফ্লাক্সের এককের সংঙ্গা দাও।

উত্তর: এক পাকের একটি কুন্ডলীর সাথে সংশিস্নষ্ট যে পরিমাণ চৌম্বক ফ্লাক্স 1 সেকেন্ডে সুষমভাবে হ্রাস পেয়ে শূন্যতে নেমে আসলে ঐ কুন্ডলীতে 1 ভোল্ট তড়িৎচালক শক্তি আবিষ্ট হয় সে পরিমাণ চৌম্বক ফ্লাক্সকে এক ওয়েবার বলে, যা চৌম্বক ফ্লাক্সের একক।

প্রশ্ন-১১. শীর্ষ গুণক কী?

উত্তর: প্রবাহের শীর্ষমান এবং বর্গমূল গড় বর্গমানের অনুপাতকে শীর্ষ গুণক বলে।

অনুধাবনমূলক প্রশ্নোত্তরঃ

প্রশ্ন-১. চৌম্বক ফ্লাক্সে-এর বিভিন্ন একক ব্যাখ্যা কর।

উত্তর: চৌম্বক ফ্লাক্সে-এর একক হচ্ছে টেসলা-মিটার এবং এর নাম দেওয়া হয়েছে ওয়েবার , সংক্ষেপে Wb।

অর্থাৎ, 1 Wb = 1tesla metre

বা, 1 tesla = 1 Wb metre

সংক্ষেপে IT = 1 Wbm

প্রশ্ন-২. ডায়ানামোর প্রকারভেদ লেখ।

উত্তর: ডায়ানামো দুই প্রকার। যথা-

১. দিক পরিবর্তী প্রবাহ ডায়ানামো ও

২. একমুখী প্রবাহ ডায়ানামো

প্রশ্ন-৩. মোটরের ব্যবহার ব্যাখ্যা কর।

উত্তর: বৈদ্যুতিক পাখা, পাম্প, রোলিং মিল ইত্যাদি বিভিন্ন কাজে বৈদ্যুতিক মোটর ব্যবহার করা হয়। বাড়িতে ব্যবহৃত পাম্প বৈদ্যুতিক মোটর ছাড়া আর কিছুই নয়। এর সাথে ব্যবহৃত নিয়ামক বা রেগুলেটর বিদ্যুৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। এর ফলে ঘূর্ণন বেগ নিয়ন্ত্রিত হয়। প্রবাহ বাড়লে ঘূর্ণন বাড়ে এবং প্রবাহ কমলে ঘূর্ণন কমে।

প্রশ্ন-৪. শীর্ষ গুণক ব্যাখ্যা কর।

উত্তর: আমরা জানি, একটি দিক পরিবর্তী প্রবাহের শীর্ষমান এবং এর গড় বর্গের বর্গমূল মানকে প্রবাহটির শীর্ষ গুণক বলে।

শীর্ষ গুণক =

প্রশ্ন-৫. তড়িৎচালক শক্তির আপাত মান বলেতে কী বুঝ?

উত্তর: হড়িচ্চালক শক্তির মান কুন্ডলীর প্রতি আবর্তনে এশবার ধনাত্মক ও আর এশবার ঋুাত্তক সর্বাধিক মান লাভ করে। ফলে একটি পূর্নচক্রে তাদের গড় মান শূণ্য হয় কিন্তু ঐ মান দুটির বর্গের গড় শূন্য হয় না। কোনো পূর্ণচক্রের বিভিন্ন সময়কার তড়িৎচালক শক্তির বর্গের গড়ের বর্গমূলকে শক্তির আপাত তড়িৎচালক শক্তিও বলে।

আপাত তড়িৎচালক শক্তি =

=0.707 তড়িৎচালক শক্তির শীর্ষ মান।

প্রশ্ন-৬. দিক পরিবর্তী প্রবাহের পরিবর্তন চক্র বলতে কী বুঝ?

উত্তর: দিক পরিবর্তী প্রবাহের মাত্র শূন্যমান থেকে বৃদ্ধি পেয়ে শীর্ষমান এরপর হা্রাস পেয়ে শূন্যমানে এসে বিপরীত অভিমুখে পুনরায় বৃদিধ পেয়ে ঐ শীর্ষমানে উঠে আবার হ্রাস পেয়ে শূণ্যমানে উপনীত হওয়াকে বলা হয় দিক পরিবর্তী প্রবাহের পরিবর্তন চক্র। প্রতিটি চক্রের জন্য অতিরিক্ত অতিক্রান্ত দূরত্ব হচ্ছে তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং পয়োজনীয় সময় হলো পর্যায়কাল।

প্রশ্ন-৭. অবরোহী ট্রান্সফর্মার বলতে কী বুঝ?

উত্তর: যে ট্রাসণফর্মার উচ্চ ভোল্টেজকে নিম্ন ভোল্টেজে রুপান্তরিত করে, তাকে বলা হয় অবরোহী বা স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফর্মার। যে ট্রান্সফর্মার উচ্চ বিভবের নিম্ন তড়িৎ প্রবাহকে নিম্ন বিভবের অধিক তড়িৎৎ প্রবাহে রুপান্তরিত করে, তাকে অবরোহী বা স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফর্মার। যে ট্রান্সফর্মার উচ্চ বিভবের নিম্ন তড়িৎ প্রবাহকে নিম্ন বিভবের অধিক তড়িৎ প্রবাহে রুপান্তরিত করে, তাকে অবরোহী বা স্টেপ ডাউন টা্রন্সফর্মার বলে। এ ট্রান্সফর্মারে মুখ্য কুন্ডলীর ভোল্টেজ গৌণ কুন্ডলীর ভোল্টেজের তুলনায় বেশি হয়।

ট্রান্সফরমারের সমীকরণ হতে,

যখন তখন, অর্থাৎ প্রান্সফর্মারটি অবরোহী বা স্টেপ ডাউন ট্রান্সফর্মার।

প্রশ্ন-৮. নিম্ন ধাপী ট্রান্সফর্মার নিম্নরুপ ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়-

১. টেপরেকর্ডার, ভি.সি. আর, ভিসিপি, ইলেকট্রিক ঘড়ি, ওয়াকম্যান প্রভৃতি নিম্ন ভোল্টেজ ব্যবহারকারী যন্ত্রপাতিতে নিম্নধাপী বা অবরোহী ট্রান্সফর্মার ব্যবহৃত হয়।

২. অধিক বিভবের অল্প তড়িঃপ্রবাহকে অল্প বিভবের অধিক তড়িৎ প্রবাহে রুপান্তরিত করতে ব্যবহৃত হয়।

৩. বাসাবাড়িতে 220 V তড়িৎ প্রবাহ ব্যবহার করতে হয়। কিন্তু সরবরাহকৃত তড়িৎ প্রবাহের বিভব বেশি থাকার ফলে বাসাবাড়িতে সংযোগ নেওয়ার পূর্বে নিম্নধাপী ট্রান্সফর্মার ব্যবহার করতে হয়।

১নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

একটি দিক পরিবর্তী প্রবাহের সমীকরণ, I = 25 sin 600 t

ক) মোটর কাকে বলে?

খ) ফ্লেশিং এ ডানহস্ত নিয়ম বলতে কী বুঝ?

গ) উদ্দীপকের বর্ণিত তড়িৎ প্রবাহের সমীরকরণ হতে তড়িৎ প্রবাহের শীর্ষমান ও কম্পাঙ্ক নির্ণয় কর।

ঘ) অর্ধচক্রের ক্ষেত্রে উল্লিখিত প্রবাহের গড়মান ও শীর্ষমানের অনুপাত কীরূপ হবে তা গাীণতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখাও।

উত্তরঃ (ক).

যে যন্ত্রের সাহায্যে তড়িৎ শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিকে রূপান্তর করে তাকে মোটর বলা হয়।

উত্তরঃ (খ).

একটি চৌম্বকক্ষেত্রে কোনো পরিবাহী গতিশীলত হলে এতে তড়িৎ প্রবাহ আবিষ্ট হয়। ডানহাতের বৃদ্ধাঙ্গুলী, তর্জনী ও মাধ্যম পরষ্পরের সাথে সমকোণে প্রসারিত করে যদি তর্জনী চৌম্বকক্ষেত্রের অভিমুখ, বৃদ্ধাঙ্গুলী পরিবাহীর গতির অভিমুখ নির্দেশ করে, তাহলে মধ্যমা আবিষ্ট প্রবাহের অভিমুখ নির্দেশ করবে।

উত্তরঃ (গ).

প্রদত্ত সমীকরণ, I = 25 sin 600 t ............................ (১)

(১) নং সমীকরণকে I = I0 sin ɷt এর মান সাথে তুলনা করে পাই,

I0=25 A তড়িৎপ্রবাহের শীর্ষমান

এবং ɷ = 600 rad s-1

বা, 2πf 600 rad s-1

বা,

এখানে,

I0 তড়িৎ প্রবাহের শীর্ষমান

ɷ কৌণিক কম্পাঙ্ক

f কম্পাঙ্ক

t = সময়

অতএব, প্রবাহের শীর্ষমান 25 A এবং কম্পাঙ্ক 95.49 Hz।

উত্তরঃ (ঘ).

পর্যায়কাল T হলে, আমরা জানি, অর্ধচক্রের জন্য গড় তড়িৎপ্রবাহ হবে-

এখানে,

I0 তড়িৎপ্রবাহের শীর্ষমান

ɷ কৌণিক কম্পাঙ্ক ..

I = I0 sin ɷt

বা,

বা,

বা,

অতএব, অর্ধচক্রের ক্ষেত্রে উল্লিখিত প্রবাহের গড়মান ও শীর্ষমানের অনুপাত হবে।

২নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

উল্লেখ্য A তে প্রাপ্ত সেকেন্ড 500 A করে তড়িৎ প্রবাহ পরিবর্তন করা হলে B তে 10 V তড়িৎচালক বল আবিষ্ট হয়।

ক) ফ্যারাডের প্রথম সূত্রটি লেখ।

খ) স্বকীয় আবেশ গুনাঙ্ক বলতে কী বুঝ?

গ) A ও B এর পারস্পরিক আবেশ গুনাঙ্ক কত?

ঘ) উদ্দীপকের A ও B এর ক্ষেত্রে পারস্পরিক আবেশ গুনাঙ্ক কত?

উত্তরঃ (ক).

ফ্যারাডের প্রথম সূত্রটি হলো- যখনই কোনো বদ্ধ তার কুন্ডলীতে চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তন ঘটে তখন উক্ত কুন্ডলীতে একটি তড়িৎচালক বল আবিষ্ট হয়।

উত্তরঃ (খ).

কোনো কুন্ডলীতে একক তড়িৎ প্রবাহিত হলে কুন্ডলীতে সংযুক্ত মোট চৌম্বক ফ্লাক্সকে ঐ কুন্ডলীর স্বকীয় আবেশ গুনাঙ্ক বলে।

ব্যাখ্যাঃ ধরি কুন্ডলীতে I প্রবাহমাত্রার জন্য অতিক্রান্ত ফ্লাক্স ϕ।

তাহলে ϕ ∞ I

Φ = LI

এখানে, L সমানুপাতিক ধ্রুবক। এক স্বকীয় আবেশ গুনাঙ্ক বলে।

যদি I=l একক হয় তবে, ϕ = L

আবার,

অর্থাৎ কোনো বর্তনীতে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ একক হারে পরিবর্তিত হলে যে আবিষ্ট তড়িৎচালক বলের উদ্ভব হয়, তাকে স্বকীয় আবেশ গুনাঙ্ক বলে।

এককঃ স্বকীয় আবেশ গুনাঙ্কের একক হেনরি।

উত্তরঃ (গ).

ধরি, A ও B এর পারস্পরিক আবেশ গুনাঙ্ক M

আমরা জানি,

বা,

উদ্দীপক থেকে পাই,

প্রবাহ পরিবর্তনের হার,

তড়িৎচলক বল,

অতএব, পারস্পরিক আবেশ 0.02H।

উত্তরঃ (ঘ).

উদ্দীপক থেকে পাই A ও B হচ্ছে যথাক্রমে মুখ্য ও গৌণ কুন্ডলী। এদের মাধ্যমে পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্ক ব্যাখ্যা করা সম্ভব।

বিশ্লেষণঃ কোনো মুখ্য কুন্ডলীতে তড়িৎপ্রবাহ প্রিতি সেকেন্ডে এক একক হিসেবে পরিবর্তিত হরৈ গৌণ কুন্ডলীতে যে আবিষ্ট তাড়িচ্চালক শক্তি উৎপন্ন হয় তাকে পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্ক বলে। অর্থাৎ উদ্দপিকের মুখ্য কুন্ডলী A তে একক তড়িৎ প্রবাহের জন্য গৌণ কুন্ডলী B তে সংযুক্ত ফ্লাক্সই হবে পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্ক। পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্ককে M দ্বারা সূচিত করা হয়।

ধরি, মুখ্য কুন্ডলী A তে I তড়িৎ প্রবাহের জন্য গৌণ কুন্ডলী B তে সংযুক্ত ফ্লাক্স ϕ হয় ϕ ∞ I

বা, ϕ = MI ...............(১)

এখানে, M হচ্ছে পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্ক।

এখন ভাষায় এর সংজ্ঞা দেওয়া যাক।

যদি I = l (একক) হয়, তবে সমীকরণ (১) হতে পাই, ϕ = M অতএব, কোনো কুন্ডলীতে একক তড়িৎ প্রবাহ চললে গৌণ কুন্ডলীতে যত সংখ্যাক চৌম্বক ফ্লাক্স আবদ্ধ হয় তাকে পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্ক বলে।

আবর ফ্যারাডের সূত্র হতে পাই,

[ঋণ চিহ্ন অগ্রাহ্য করে]

বা,

এখন, হলে হয়।

অতএব, মুখ্য কুন্ডলী A তে তড়িৎ প্রবাহমাত্রা প্রতি সকেন্ডে এক একক পরিবর্তিত হলে গৌণ কুন্ডলী B তে যে আবিষ্ট তড়িৎচালক বল উৎপন্ন হয় তাকে পারস্পরিক আবেশ গুণাঙ্ক বলে। যা উত্তরের যৌক্তিকতা প্রমাণ করে।

৩নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

বিজ্ঞানমেলায় উপস্থাপনার জন্য রায়ান একটি প্রকল্প তৈরি করতে গিয়ে দেখল যে 10 পাকের এবং 5 H আবেশ গুণাঙ্কের একটি বদ্ধ কুন্ডলীর মধ্য দিয়ে একটি দন্ড চুম্বক আনা-নেওয়া করলে 10 s এ তড়িপ্রবাহ 0.1 amp থেকে 0.8 amp এ পরিবর্তিত হয়। রায়ান ভাবল যে দন্ড চুম্বকটিকে একটি সরল দোলকের বব হিসেবে ব্যবহার করেও বদ্ধ কুন্ডলীতে নিরবচ্ছিন্ন তড়িৎ প্রবাহ পাওয়া সম্ভব

ক) নিউক্লিয়ার ফিশন কাকে বলে?

খ) চৌম্বকক্ষেত্রের মান 10 T বলতে কী বোঝায়?

গ) কন্ডলীতে আবিষ্ট তড়িৎচালক শক্তি নির্ণয় কর।

ঘ) রায়ানের ভাবনাটির যৌক্তিকতা বিশ্লেষণ কর।

উত্তরঃ (ক).

যে বিশেষ ধরনের নিউক্লিয় বিক্রিয়ায় একটি ভারী নিউক্লিয়াস প্রায় সমান ভরসংখ্যা বিশিষ্ট দুটি নিউক্লিয়াসে বিভক্ত বা বিভাজিত হয় তাকে বলা হয় নিউক্লিয়ার ফিশন।

উত্তরঃ (খ).

চৌম্বকক্ষেত্রের মান 10 T বলতে বোঝায় ঐ ক্ষেত্রে 1 C চার্জ 1 m s-1 বেগে ক্ষেত্রের দিকের সাথে সমকোণ গতিশীল হলে ক্ষেত্রটি ঐ আধানের উপর 10 N বল অনুভব করবে।

উত্তরঃ (গ).

ধরি, আবিষ্ট তড়িৎচালক শক্তি,

আমরা জানি,

উদ্দীপক থেকে,

স্বকীয় আবেশ, L= 5 H

তড়িৎ প্রবাহের পরিবর্তন,

dI = (0.1 - 0.8) A = - 0.7 A

সময়, dt = 10 s

কুন্ডলীর পাকসংখ্যা, N = 10

নির্ণেয় আবিষ্ট তড়িৎচালক শক্তি, 3.5 V।

উত্তরঃ (ঘ).

ফ্যারাডের তড়িৎচৌম্বক আবেশের প্রথম সূত্র থেকে আমরা পাই, যখনই কোনো বদ্ধ কুন্ডলীর মধ্যদিয়ে অতিক্রান্ত চৌম্বকরেখার মোট সংখ্যা বা চৌম্বক ফ্লাক্সের পরিবর্তন ঘটে, তখনই কুন্ডলীতে একটি ক্ষনস্থায়ী তড়িৎচালক শক্তি তথা তড়িৎপ্রবাহ আবিষ্ট হয়। যতক্ষণ চৌম্বক ক্ষেত্ররেখার পরিবর্তন ঘটে, আবিষ্ট তড়িৎচালক শক্তি তুক্ষণই স্থায়ী হয়।

রায়না 10 পাকের একটি বদ্ধ কুন্ডলীর মধ্যদিয়ে 10 s এ একটি চৌম্বক আনা নেওয়া করলে এতে তড়িৎপ্রবাহ 0.1 amp থেকে 0.8 amp এ পরিবর্তন হয়।

এখন, দন্ড চুম্বকের দক্ষিণ মেরুতে চোঙের মধ্যে প্রবেশ করালে গ্যালভানোমিটারে কাঁটার ক্ষণিক বিক্ষেপ দেখা যায়। এবারকার বিক্ষেপ পূর্বের বিক্ষেপের বিপরীত দিকে হয়।

এখানে দেখা যাচ্ছে যে, দন্ড চুম্বকের আনা নেওয়ার ফলে গ্যালভানোমিটারের বিক্ষেপ দেখা যাচ্ছে অর্থাৎ তড়িৎপ্রবাহ হচ্ছে। এভাবে যদি দন্ড চুম্বকের আনা নেওয়া চলতে থাকে তাহলে নিরবচ্ছিন্ন তড়িৎপ্রবাহ পাওয়া যাবে।

চিত্রঃ দন্ড চুম্বককে সরল দোলকের বব হিসেবে ব্যবহার করে নিরবচ্ছিন্ন তড়িৎপ্রবাহ

রায়ান চিন্তা করল যে, সরলদোলকে 4º কোণে একটি বব ঝুলিয়ে রাখলে এটি নিরবচ্ছিন্ন ঝুলতে থাকে। ফলে সে বব হিসেবে দন্ড চুম্বক ব্যবহার করল এবং এ দন্ড চুম্বকের আনা নেওয়ার ফলে নিরবচ্ছিন্ন তড়িৎপ্রবাহ পাওয়া সম্ভব।

৪নং সৃজনশীল প্রশ্নের উত্তরঃ

একটি এ.সি উৎসের বিস্থার 110 V এবং কম্পাঙ্ক 60 Hz।

ক) আবিষ্ট তড়িৎচালক শক্তি কাকে বলে?

খ) ট্রান্সফর্মার শুধুমাত্রা পর্যাবৃত্ত ভোল্টেজ পরিবর্তন করে কেন?

গ) কোনো ব্যাক্তি উল্লেখিত ভোল্টেজের ডি.সি লাইনে শক্ পেলে কত বিভব পার্থক্যে এ.সি লাইনে শক্ পাবে?

ঘ) উল্লেখিত উৎসের সাথে 20Ω রোধ যুক্ত করা হলে এর কার্যকর ভোল্টেজ ও উত্তাপজনিত শক্তিক্ষয় কীরূপ হবে তা গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখাও।

উত্তরঃ (ক).

কোনো বদ্ধ বর্তনীতে তড়িৎ চুম্বকীয় আবেশে সৃষ্ট ক্ষনস্থায়ী তড়িৎচালক শক্তিকে আবিষ্ট তড়িৎচালক শক্তি বলে।

উত্তরঃ (খ).

ট্রান্সফর্মার শুধুমাত্র পর্যাবৃত্ত ভোল্টেজ পরিবর্তন করে। কারণ ট্রান্সফর্মারের ভিতরে চৌম্বক ক্ষেত্র থাকে। আবার এতে কুন্ডলী থাকে দুটি- মুখ্য কুন্ডলী ও গৌণ কুন্ডলী। বিভব প্রয়োগ করা হলে মুখ্য কুন্ডলী থেকে ভোল্টেজ পর্যাবৃত্ত পরিবর্তনের মাধ্যমে গৌণ কুন্ডলীতে স্থানান্তরিত হয়। তাই বলা হয়, ট্রান্সফর্মার শুধুমাত্র পর্যাবৃত্ত ভোল্টেজ পরিবর্তন করে।

উত্তরঃ (গ).

আমরা জানি,

উদ্দীপক থেকে পাই,

ডি.সি লাইনের ভোল্টেজ,

অতএব, কোনো ব্যাক্তি উল্লেখিত ভোল্টেজের অর্থাৎ 110 V ডি.সি লাইনে শক্ পেলে সে 155.56 V বিভব পার্থক্যে এ.সি লাইনে শক্ পাবে।

উত্তরঃ (ঘ).

আমরা জানি,

কার্যকর ভোল্টেজ = ভোল্টেজের গড়বর্গের বর্গমূল

উদ্দীপক থেকে পাই,

ভোল্টেজের শীর্ষমান = ভোল্টেজের বিস্তার

আবার, কার্যকর প্রবাহমাত্রা = প্রবাহের গড়বর্গের বর্গমূল

এখানে, প্রবাহের শীর্ষমান I0 হলে,

[সংযুক্ত রোধ, ..]

এখন, Ir.m.s=0.707×I0

= 0.707×5.5 A=3.89 A

এখন, উত্তপজনিত শক্তি ক্ষয়ের হার H হলে,

H = Ir.m.s2×R

=(3089 A)2×20Ω

= 302.64 Js-1

অতএব, উপরোক্ত গানিতিক বিশ্লেষণ থেকে পাই, উল্লেখিত উৎসের সাথে 20Ω রোধ যুক্ত করা হরে এর কার্যকর ভোল্টেজ ও উত্তপজনিত শক্তি ক্ষয়ের মান হবে যথাক্রমে 77.77V ও 302.64Js-1।

Read More