2019 A/L Physics Past Paper · Question 48 (Sinhala Medium)

Answer: (4) ප්‍රස්තාර යුගලය (4)

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ:

කම්බි දෙක අතර චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වය $B$ වෙනස් වන හැටි.

(a) සහ (b) දෙකටම මෙය සොයමු.

කඩදාසිය තුළට ධන ය.

ඉන්පසු නිවැරදි ප්‍රස්තාර යුගලය තෝරමු.

අදාළ න්‍යාය

දිගු සෘජු කම්බියක සිට $r$ දුරින් චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වය:

$$B = \dfrac{\mu_0 I}{2\pi r}$$

දිශාව දක්ෂිණාවර්ත කස්කුරුප්පු නීතියෙන් ලැබේ. බල රේඛා කම්බිය වටා වෘත්ත වේ.

කම්බි දෙකක ක්ෂේත්‍ර දෛශික ලෙස එකතු වේ.

සන්නායකයක් තුළින් ධාරාවක් ගලායන දිශාවට දක්ෂිණාවර්ත කස්කුරුප්පුවක් යැවීම සඳහා එය යම් අතකට භ්‍රමණය කළ යුතු ද එය සන්නායකය වටා ඇති වන චුම්බක ක්ෂේත්‍රයේ දිශාව නිරූපණය කරයි.

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

කම්බි දෙකක් ක්ෂේත්‍රය ඇති කරයි.

$x = 0$ හි කම්බිය $x$ දුරින් ඇත.

$x = d$ හි කම්බිය $d - x$ දුරින් ඇත.

$k = \dfrac{\mu_0}{2\pi}$ ලෙස ලියමු.

වෙන වෙනම විශාලත්ව:

$$B_1 = \dfrac{kI}{x}$$

$$B_2 = \dfrac{kI}{d - x}$$

එක එකක් එහි ම කම්බිය අසල ඉතා විශාල වේ.

තර්කය / ගණනය

දක්ෂිණාවර්ත කස්කුරුප්පු නීතියෙන් දිශා:

$x = 0$ හි කම්බියේ ධාරාව ඉහළට ය. එහි දකුණු පසින් ක්ෂේත්‍රය කඩදාසිය තුළට යයි, එබැවින් $+$.

(a) හි $x = d$ කම්බියේ ධාරාව ඉහළට ය. එහි වම් පසින් ක්ෂේත්‍රය කඩදාසියෙන් පිටතට එයි, එබැවින් $-$.

(b) හි $x = d$ කම්බියේ ධාරාව පහළට ය. එහි වම් පසින් ක්ෂේත්‍රය කඩදාසිය තුළට යයි, එබැවින් $+$.

(a) එකම දිශාව

$B_a(d/2) = 0$

ක්ෂේත්‍ර දෙක ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට ය. එබැවින් අඩු කරමු.

$$B = kI\left(\dfrac{1}{x} - \dfrac{1}{d - x}\right)$$

$x = 0$ අසල එය විශාල ධන ය.

$x = \dfrac{d}{2}$ හි ශුන්‍ය ය.

$x = d$ අසල එය විශාල සෘණ ය.

වක්‍රය පහළට ගොස් ලකුණ වෙනස් වේ.

(b) ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශා

$B_b(d/2) = 4kI/d$

ක්ෂේත්‍ර දෙක එකම දිශාවට ය. එබැවින් එකතු කරමු.

$$B = kI\left(\dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{d - x}\right)$$

කෙළවර දෙක අසල ම එය විශාල ධන ය.

මැද එය අවම ය, $\dfrac{4kI}{d}$, සහ ශුන්‍යයට ඉහළ ය.

වක්‍රය අක්ෂය ස්පර්ශ නොකරන U හැඩයකි.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

(a) සඳහා ධන සිට සෘණ දක්වා ගොස් මැද ශුන්‍යය හරහා යන වක්‍රයක් අවශ්‍ය ය.

(b) සඳහා ධන අවමයක් ඇති U එකක් අවශ්‍ය ය.

එය ප්‍රස්තාර යුගලය (4) ය.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

ප්‍රස්තාර දෙක මාරු වී ඇත.

(b) හි අවම ලක්ෂ්‍යය ශුන්‍ය ලෙස දක්වයි.

(b) හි ලකුණ වෙනස් වන බව දක්වයි.

පරීක්ෂා කිරීම

සමමිති පරීක්ෂාව:

(a) හි $x \to d - x$ ලෙස වෙනස් කිරීමෙන් $B \to -B$ ලැබේ.

(b) හි $B \to B$ ලැබේ.

ප්‍රස්තාර යුගලය (4) හි වක්‍ර දෙකම මෙය සපුරයි.

නිගමනය

(a) හි $B$ ධන සිට සෘණ දක්වා ගොස් $\dfrac{d}{2}$ හි ශුන්‍ය වේ.

(b) හි $B$ ශුන්‍යයට ඉහළින් U හැඩයකි.

එබැවින් පිළිතුර වරණය (4) යි.