2023 A/L Physics Past Paper · Question 23 (Sinhala Medium)

Answer: (2) $A$ හි වාමාවර්ත සහ $B$ හි දක්ෂිණාවර්ත වේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

අප දන්නා දේ:

කම්බිය සෘජු ය, කඩදාසියේ ඉහළට ධාරාව $I$ රැගෙන යයි.

$A$ පුඩුව කම්බියේ වම් පැත්තේත් $B$ පුඩුව දකුණු පැත්තේත් ඇත. දෙකම කම්බිය හා එකම තලයේ ඇත.

$I$ ධාරාව අඩු වෙමින් පවතී.

සෙවිය යුතු දේ: $A$ හි සහ $B$ හි ප්‍රේරණය වන ධාරාවේ දිශාව, දක්ෂිණාවර්ත ද වාමාවර්ත ද යන්න.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$I$ ($\text{A}$): සෘජු කම්බියේ ධාරාව.

$B$ ($\text{T}$): කම්බිය ඇති කරන චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වය.

$r$ ($\text{m}$): කම්බියේ සිට දුර.

$\mu_0$ ($\text{H m}^{-1}$): හිස් අවකාශයේ චුම්බක පාරගම්‍යතාව.

දිශාව "කඩදාසියට ඇතුළට" හෝ "කඩදාසියෙන් පිටතට" ලෙස කියමු, පුඩු ඉදිරිපසින් බලමු.

අදාළ න්‍යාය

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.

එවිට, බයෝ-සවා ප්‍රකාශනය සඳහා ගණිත අනුකලනය යෙදීමෙන්, මුළු කම්බිය තුළින් ම ගලා යන ධාරාව නිසා P හි චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වය

$$B = \left(\frac{\mu_0}{4\pi}\right)\frac{2I}{r}$$

සන්නායකය දඟරයක් හා සබැඳි ස්‍රාව බන්ධන සංඛ්‍යාව වෙනස් කිරීමේ ශීඝ්‍රතාව නැතහොත් සන්නායකයක් හරහා ස්‍රාවය ඡේදනය වීමේ සීඝ්‍රතාවට අනුලෝමව සමානුපාතික වන විද්‍යුත් ගාමකබලයක් එය හරහා ප්‍රේරණය වේ.

විද්‍යුත් චුම්බක ප්‍රේරණයට හේතු වූ ස්‍රාව වෙනසට එරෙහි විය හැකි දිශාවකට ධාරාවක් ගලා යන පරිදි වූ දිශාවකට විද්‍යුත්ගාමකබලය ප්‍රේරණය වේ.

පළමු උපුටා දැක්වීමෙන් කම්බිය වටා ක්ෂේත්‍රයේ දිශාව ලැබේ. දක්ෂිණාවර්ත කස්කුරුප්පුවක් ධාරාව ඔස්සේ යැවුවහොත් එහි භ්‍රමණයෙන් ක්ෂේත්‍රයේ දිශාව පෙනේ.

දෙවැනි උපුටා දැක්වීමෙන් පෙනෙන්නේ $I$ අඩු වන විට ක්ෂේත්‍රය අඩු වන බවයි. තුන්වැනි උපුටා දැක්වීමෙන් කියන්නේ ස්‍රාවය වෙනස් වන විට විද්‍යුත්ගාමක බලයක් ප්‍රේරණය වන බවයි. සිව්වැනි උපුටා දැක්වීමෙන් කියන්නේ ප්‍රේරිත ධාරාව වෙනසට විරුද්ධව ගලන බවයි.

උදාහරණයක් ලෙස, උදුනකින් උණුසුම්ව තබා ඇති කාමරයක් සිතන්න. උදුන අඩු කළහොත් කාමරය සිසිල් වීමට පටන් ගනී. උණුසුම රැකගන්න ඔබ ජනේලය වසයි.

පුඩුව ද එසේ ම කරයි. එය හරහා ස්‍රාවය අඩු වන විට, නැති වූ දේ ආපසු ගෙන ඒමට එම දිශාවට ම ස්‍රාවයක් ඇති කරන ධාරාවක් එවයි.

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

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

$\phi \propto B \propto I$

තර්කය / ගණනය

$A$ පුඩුව කම්බියේ වම් පැත්තේ ඇත.

ධාරාව ඉහළට යයි. කස්කුරුප්පුව කම්බිය දිගේ ඉහළට යවන්න. කම්බියේ වම් පැත්තේ ක්ෂේත්‍රය කඩදාසියෙන් පිටතට එයි.

$A$ හරහා ක්ෂේත්‍රය කඩදාසියෙන් පිටතට ය, එය දුර්වල වේ.

ලෙන්ස් නියමයට අනුව පුඩුව නැති වූ දේ ආපසු ගෙන ඒමට එම දිශාවට ම, කඩදාසියෙන් පිටතට, ස්‍රාවයක් ඇති කරයි. පුඩුව ඇතුළත කඩදාසියෙන් පිටතට ක්ෂේත්‍රයක් ඇති වීමට ධාරාව වාමාවර්තව ගලන්න ඕනෑ.

එබැවින් $A$ හි ප්‍රේරණය වන ධාරාව වාමාවර්ත ය.

$B$ පුඩුව කම්බියේ දකුණු පැත්තේ ඇත.

කම්බියේ දකුණු පැත්තේ ක්ෂේත්‍රය කඩදාසියට ඇතුළට යයි.

$B$ හරහා ක්ෂේත්‍රය කඩදාසියට ඇතුළට ය, එය දුර්වල වේ.

ලෙන්ස් නියමයට අනුව පුඩුව නැති වූ දේ ආපසු ගෙන ඒමට එම දිශාවට ම, කඩදාසියට ඇතුළට, ස්‍රාවයක් ඇති කරයි. පුඩුව ඇතුළත කඩදාසියට ඇතුළට ක්ෂේත්‍රයක් යාමට ධාරාව දක්ෂිණාවර්තව ගලන්න ඕනෑ.

එබැවින් $B$ හි ප්‍රේරණය වන ධාරාව දක්ෂිණාවර්ත ය.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

දැන් විකල්ප පහට ගළපමු.

(1) $A$ හි දක්ෂිණාවර්ත වැරදි ය. අපට ලැබුණේ වාමාවර්ත ය.

(2) $A$ හි වාමාවර්ත, $B$ හි දක්ෂිණාවර්ත. මෙය ගැළපේ.

(3) මෙයින් පුඩු දෙකේ තැන් මාරු වේ. ගැළපෙන්නේ නැත.

(4) $B$ හි වාමාවර්ත වැරදි ය. අපට ලැබුණේ දක්ෂිණාවර්ත ය.

(5) වෙනස් වන ස්‍රාවය ධාරාවක් දෙයි. එබැවින් ශුන්‍ය ගැළපෙන්නේ නැත.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

$A$ හි ධාරාව වාමාවර්ත විය යුතු ය, කඩදාසියෙන් පිටතට එන ක්ෂේත්‍රය ආපසු ගෙන ඒමට.

මෙයින් පුඩු දෙකේ තැන් මාරු වේ. $A$ හි ක්ෂේත්‍රය කඩදාසියෙන් පිටතට එයි, $B$ හි කඩදාසියට ඇතුළට යයි.

$B$ හි ධාරාව දක්ෂිණාවර්ත විය යුතු ය, කඩදාසියට ඇතුළට යන ක්ෂේත්‍රය ආපසු ගෙන ඒමට.

කම්බියේ ක්ෂේත්‍රය දුර්වල වේ, එබැවින් පුඩුවක් හරහා ස්‍රාවය වෙනස් වේ, ධාරාවක් ප්‍රේරණය වේ.

පරීක්ෂා කිරීම

පිළිතුරු දෙක ගැළපේ ද?

පුඩු දෙක කම්බියේ ප්‍රතිවිරුද්ධ පැතිවල ඇත, එබැවින් කම්බියේ ක්ෂේත්‍රය ඒවා හරහා ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට යයි. එබැවින් ප්‍රේරිත ධාරා දෙක ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට ගලයි: $A$ හි වාමාවර්ත, $B$ හි දක්ෂිණාවර්ත.

දෙක ම අඩුවීමට විරුද්ධ දිශාවේ ය. එයින් කියවෙන්නේ පුඩු දෙක ම තමන් සතු ස්‍රාවය රකින්න උත්සාහ කරන බවයි.

නිගමනය

$A$ හි ප්‍රේරණය වන ධාරාව වාමාවර්ත ය, $B$ හි දක්ෂිණාවර්ත ය.

පිළිතුර (2) යි.

මුලින් කස්කුරුප්පු නීතියෙන් පුඩු දෙක හරහා ම කම්බියේ ක්ෂේත්‍රය යන්නේ කුමන දිශාවට දැයි සොයන්න.

ඉන්පසු එම ස්‍රාවය වැඩි වේ ද අඩු වේ ද යැයි අසන්න. පුඩුව වෙනසට විරුද්ධ ධාරාවක් එවයි: ස්‍රාවය අඩු වුවහොත් එම දිශාවට ම ස්‍රාවයක් ඇති කරයි.

විභාග ඉඟිය