2020 A/L Physics Past Paper · Question 17 (Sinhala Medium)

Answer: (3) $35\ \text{cm}$

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සොයනු ලබන්නේ: $R$ $70\ \Omega$ සිට $80\ \Omega$ දක්වා වෙනස් කළ පසු සංතුලනය නැවත ලබා ගැනීමට සර්පණ යතුර $J$ ගෙනයා යුතු දුර.

අදාළ න්‍යාය

විභවමානය යනු එවැන්නකින් තොරවූ සංතුලන ක්‍රමයකින් වඩාත් නිවැරදි ව විභව අන්තර මැනීම සඳහා නිර්මාණය වූ උපකරණයකි.

එනම් එහි ඒකක දිගක විභව බැස්ම හෙවත් විභව අනුක්‍රමණය සොයා ගත යුතු වෙයි.

එවිට සම්මත කෝෂය මගින් ධාරාවක් සපයන්නේ නැති හෙයින් එහි විද්‍යුත්ගාමක බලය $(E_s)$ විභවමාන කම්බියෙහි $l_s$ දිගක විභව අන්තරයට සමාන වේ.

එම සංතුලන දිග $l$ නම්, $E = kl$.

එකම ධාරාව ගෙනයන පරිදි ප්‍රතිරෝධක කීපයක් යාකොට තිබේනම් එය ශ්‍රේණි ගත සම්බන්ධයකි.

ඒ අනුව $V = IR$, $R$ යනු නියතයකි.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$I = \frac{E_0}{R + 10}$

$k = \frac{I \times 10}{600}$

$E = kl$

තර්කය / ගණනය

වෙනස් වන්නේ හා වෙනස් නොවන්නේ කුමක් ද: කෝෂය $E$, $E_0$, කම්බියේ දිග ($600$ cm), ප්‍රතිරෝධය ($10\ \Omega$) වෙනස් නොවේ. $R$ පමණක් වෙනස් වේ; එහෙයින් ධාරාව $I$, අනුක්‍රමණය $k$, එබැවින් සංතුලන දිග $l$ වෙනස් වේ. සංතුලනයේ දී කෝෂය $E$ හරහා ධාරාවක් නොගලයි — එය "මනිනු ලබන" ප්‍රමාණයක් ලෙස පමණක් පවතියි.

$k_1 l_1 = k_2 l_2$

$l \propto \frac{1}{k} \propto (R + 10)$

$\frac{90}{80}$

$\frac{l_2}{l_1} = \frac{R_2 + 10}{R_1 + 10} = \frac{80 + 10}{70 + 10}$

$315$

$l_2 = 280 \times \frac{90}{80}$

$35$

$d = 315 - 280$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

විකල්ප සමඟ සසඳා බැලීම: $J$ $35$ cm ($B$ දෙසට) ගෙනයා යුතු ය — විකල්පය (3).

පරීක්ෂා කිරීම

$l1 * (R2 + Rw) / (R1 + Rw) - l1$

ඒකක පරීක්ෂාව: $\dfrac{l_2}{l_1} = \dfrac{R_2 + 10}{R_1 + 10}$ ඒකකවිරහිත ය; එබැවින් $l_2$ හි ඒකකය $l_1$ (cm) හා සමාන ✓. දිශා පරීක්ෂාව: $R$ වැඩි වන විට ධාරාව අඩු වේ, කම්බියේ සෑම cm එකකම විභව බැස්ම අඩු වේ — එකම $E$ සඳහා දිගු දිගක් අවශ්‍ය වේ; $315 > 280$ ✓. සීමාව: $315 < 600$ cm — සංතුලන ලක්ෂ්‍යය තවමත් කම්බිය තුළ ✓.

නිගමනය

$d = 280\left(\frac{90}{80} - 1\right) = 35\ \text{cm}$

$l \propto (R + 10)$: $l_2 = 280 \times \dfrac{90}{80} = 315$ cm; $J$ $35$ cm ගෙනයා යුතු ය — පිළිතුර (3).

ප්‍රතිරෝධ පෙට්ටියේ ප්‍රතිරෝධය පමණක් ගෙන ධාරාව ගණනය කිරීම (කම්බියේ ප්‍රතිරෝධය අමතක කිරීම).

කම්බියද $R$ ද එකම ශ්‍රේණි පරිපථයේ ඇත: $I = \dfrac{E_0}{R + 10}$.