රූපයේ බිඳුණු රේඛාවෙන් දැක්වෙන පථය ඔස්සේ, කඩදාසියේ තලයේ, කලාප දෙකක් හරහා ඉලෙක්ට්රෝනයක් ගමන් කරයි. I කලාපයේ හා II කලාපයේ පිළිවෙළින් ඒකාකාර චුම්බක ක්ෂේත්ර B₁ හා B₂ පවතී. I කලාපයේ පමණක්, තලයට ඇතුළට යොමු වූ ඒකාකාර විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් තිත් (×) මගින් දැක්වේ. I කලාපයේ හා II කලාපයේ චුම්බක ක්ෂේත්රවල නිවැරදි දිශා දෙන්නේ පහත කුමන එක ද?

2020 A/L Physics Past Paper · Question 44 (Sinhala Medium)

කලාප දෙකක් හරහා ඉලෙක්ට්‍රෝනයක පථය — චුම්බක ක්ෂේත්‍රවල දිශා

රූපයේ බිඳුණු රේඛාවෙන් දැක්වෙන පථය ඔස්සේ, කඩදාසියේ තලයේ, කලාප දෙකක් හරහා ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ගමන් කරයි. I කලාපයේ හා II කලාපයේ පිළිවෙළින් ඒකාකාර චුම්බක ක්ෂේත්‍ර $B_1$ හා $B_2$ පවතී. I කලාපයේ පමණක්, තලයට ඇතුළට යොමු වූ ඒකාකාර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් තිත් ( $\times$ ) මගින් දැක්වේ. I කලාපයේ හා II කලාපයේ චුම්බක ක්ෂේත්‍රවල නිවැරදි දිශා දෙන්නේ පහත කුමන එක ද?

(1) $B_1 \uparrow$ , $B_2 \otimes$
(2) $B_1 \uparrow$ , $B_2 \odot$
(3) $B_1 \odot$ , $B_2 \otimes$
(4) $B_1 \otimes$ , $B_2 \odot$
(5) $B_1 \downarrow$ , $B_2 \odot$

Answer and explanation

Answer: (2) $B_1 \uparrow$ , $B_2 \odot$

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සොයන්නේ: I කලාපයේ ඉලෙක්ට්‍රෝනය සරලව යැමටත් II කලාපයේ අර්ධ වෘත්තයකින් ඉහළට හැරීමටත් $B_1$ , $B_2$ හි දිශා.

අදාළ න්‍යාය

විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක යම් ලක්ෂ්‍යයක තැබූ " $q$ " ආරෝපණයක් මත බලය $F$ නම් එම ලක්ෂ්‍යයෙහි විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව, $E = \frac{F}{q}$ වන අතර N C $^{-1}$ එහි ඒකකය වේ.

චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් තුළ පවතින නිශ්චල ආරෝපණයක් මත බලයක් ක්‍රියා නොකරයි. එහෙත් එය චලනය වේ නම් විද්‍යුත් ධාරාවක් හා සම වන හෙයින් එය මත බලයක් ක්‍රියා කරනු ඇත.

වමතෙහි දබරැඟිල්ලත්, මැදැඟිල්ලත් මහපටැඟිල්ලත් එකිනෙකට ලම්බව තබා, දබරැඟිල්ලෙන් චුම්බක ක්ෂේත්‍රයේ දිශාවත්, මැදැඟිල්ලෙන් එය හරහා සන්නායකයේ ධාරාවේ දිශාවත් නිරූපණය කළහොත්, මාපටැඟිල්ලෙන් සන්නායකය මත ක්‍රියාත්මක වන බලයෙහි නැතහොත් එහි චලිතයෙහි දිශාව නිරූපණය වේ.

මෙසේ දණ්ඩ මත බලයක් ඇති වන්නේ ධාරාවේ සම්මත වූ දිශාවේ ප්‍රතිවිරුද්ධ වූ දිශාවට ප්‍රවාහය වන ඉලෙක්ට්‍රෝන මත බලයක් පහළට ඇති වීම නිසාවෙනි.

$\frac{V_H}{d}e = Bev$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

දිශා සංකේතනය: කඩදාසියේ තලයේ දකුණ, වම, ඉහළ ( $\uparrow$ ), පහළ ( $\downarrow$ ); තලයට ලම්බක පිටතට ( $\odot$ ), ඇතුළට ( $\otimes$ ). ඉලෙක්ට්‍රෝනය කලාප දෙකටම දකුණට ඇතුළු වේ.

බල: I කලාපයේ විද්‍යුත් බලය $F_E = eE$ ද චුම්බක බලය $F_B = evB_1$ ද; II කලාපයේ චුම්බක බලය $evB_2$ පමණි. ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ ආරෝපණය $-e$ : දකුණට යන ඉලෙක්ට්‍රෝනය වමට ගලා යන සම්මත ධාරාවකට සමාන ය.

තර්කය / ගණනය

දිශා නියමය: $E = \dfrac{F}{q}$ හි $q = -e$ බැවින් ඉලෙක්ට්‍රෝනය මත විද්‍යුත් බලය $E$ ට විරුද්ධ දිශාවට — කඩදාසියෙන් පිටතට ( $\odot$ ). සරල පථයට $evB_1$ කඩදාසියට ඇතුළට ( $\otimes$ ) විය යුතු අතර එය $eE$ සමග සමතුලිත විය යුතුය.

වමත් නීතිය: මැදැඟිල්ල (ධාරාව) වමට, මහපටැඟිල්ල (බලය) කඩදාසියට ඇතුළට, එබැවින් දබරැඟිල්ල (ක්ෂේත්‍රය) ඉහළට ⇒ $B_1 \uparrow$ .

II කලාපය: අර්ධ වෘත්තයේ කේන්ද්‍රය ඇතුළුවීමේ ස්ථානයට ඉහළින් ඇත, එබැවින් ඇතුළුවීමේදී බලය ඉහළට; මැදැඟිල්ල වමට, මහපටැඟිල්ල ඉහළට ලෙස තබන විට දබරැඟිල්ල කඩදාසියෙන් පිටතට ⇒ $B_2 \odot$ .

$evB_1 = eE$

$v = \frac{E}{B_1}$

$evB_2 = \frac{mv^2}{r}$

අවසාන දිශා: $B_1$ තලයේ, ඉහළට ( $\uparrow$ ); $B_2$ කඩදාසියෙන් පිටතට ( $\odot$ ).

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

වගුව සමග සසඳමු: $B_1 \uparrow$ , $B_2 \odot$ — තෝරාගැනීම (2).

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

$B_2 \otimes$ : ඉලෙක්ට්‍රෝනය පහළට නැමේ.

$B_1 \odot$ : චුම්බක බලය තලයේ පවතී, විද්‍යුත් බලය නිෂේධනය නොකරයි.

$B_1 \otimes$ : බලය තලයේ පවතී.

$B_1 \downarrow$ : චුම්බක බලය විද්‍යුත් බලය සමග එකතු වේ.

පරීක්ෂා කිරීම

දෙවන ආකාරය (දෛශික ගුණිතය): $\vec F = q\,\vec v \times \vec B$ , $q = -e$ , $\vec v = v\,\hat x$ . $\vec B_1 = B_1\hat y$ : $\hat x \times \hat y = \hat z$ (පිටතට), $q < 0$ බැවින් $\vec F$ ඇතුළට ✓ — විද්‍යුත් බලයට විරුද්ධ ය.

$\vec B_2 = B_2\hat z$ : $\hat x \times \hat z = -\hat y$ , $q < 0$ බැවින් $\vec F$ ඉහළට ( $+\hat y$ ) ✓.

නිගමනය

$B_1$ තලයේ ඉහළට ( $\uparrow$ ): $evB_1$ කඩදාසියට ඇතුළට $eE$ නිෂේධනය කරයි; $B_2$ කඩදාසියෙන් පිටතට ( $\odot$ ): ඉලෙක්ට්‍රෝනය ඉහළට හරවයි — පිළිතුර (2).

ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ චලිත දිශාව ම වමත් නීතියේ ධාරා දිශාව ලෙස ගැනීම.

ඉලෙක්ට්‍රෝනය ඍණ ආරෝපිතය: ධාරාව එහි චලිතයට විරුද්ධ දිශාවේ ඇත — නැතහොත් බලය සොයා එහි දිශාව ප්‍රතිවිරුද්ධ කරන්න.

தமிழ் · English