2023 A/L Physics Past Paper · Question 43 (Sinhala Medium)

Answer: (1) ප්‍රස්තාරය (1)

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

අපට අවශ්‍ය: $R$ ට එදිරිව වෝල්ට්මීටර කියවීම $V$ හි ප්‍රස්තාරය.

එක් එක් අකුරේ තේරුම:

$V$ ($\text{V}$): වෝල්ට්මීටරයේ කියවීම. එහි $+$ අග්‍රය $B$ හි ඇත.

$V_A$, $V_B$ ($\text{V}$): පරිපථයේ පහළ ඇති භූගත කිරීමේ සිට මනින විට $A$ සහ $B$ හි විභව.

$R$ ($\Omega$): $100\,\Omega$ ප්‍රතිරෝධකයේ භූගත කිරීම සහ සර්පණ ස්පර්ශය $B$ අතර කොටසේ ප්‍රතිරෝධය.

අදාළ න්‍යාය

දෙන ලද ප්‍රදාන වෝල්ටීයතාවකින් යම්කිසි භාගයක් පමණක් වෙනත් කාර්යයක් සඳහා උපයෝගී කර ගැනීමට අවශ්‍ය වූ විට ඒ සඳහා "විභව බෙදනය" නම් වූ පරිපථ සැකැස්ම භාවිත කෙරේ.

සර්පණ යතුරක් සහිත එක් ප්‍රතිරෝධයක් භාවිත වන විභව බෙදනයක් මගින් ශුන්‍යයේ සිට $V$ දක්වා වූ ඕනෑම විචල්‍ය ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවක් ලබා ගත හැකි ය.

පළමු උද්ධෘතය කියන්නේ විභව බෙදනයක් ප්‍රදාන වෝල්ටීයතාවයේ භාගයක් දෙන බව ය. ශ්‍රේණිගත ප්‍රතිරෝධක දෙකක් $R_1$ සහ $R_2$ එය $R_1 : R_2$ අනුපාතයට බෙදයි. එබැවින් $R_2$ හරහා ප්‍රතිදානය $V_0 = \dfrac{R_2}{R_1 + R_2}V_1$ වේ. දෙවන උද්ධෘතය කියන්නේ සර්පණ යතුරක් සහිත එක් ප්‍රතිරෝධයක් මගින් ශුන්‍යයේ සිට ප්‍රදාන වෝල්ටීයතාව දක්වා ඕනෑම ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවක් ලබා ගත හැකි බව ය.

නිදසුනක් ලෙස රේඩියෝවක ශබ්ද පාලකය ප්‍රතිරෝධකයක සර්පණ යතුරකි. එය වැඩි කළ විට බැටරි වෝල්ටීයතාවයේ විශාල කොටසක් විශාලකයට ලැබේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$V_A = \dfrac{20}{60 + 20} \times 12 = 3$

$V_B = \dfrac{R}{100} \times 12 = 0.12R$

$V = V_B - V_A = 0.12R - 3$

තර්කය / ගණනය

$A$ හි විභවය:

$60\,\Omega$ සහ $20\,\Omega$ ප්‍රතිරෝධක $12\,\text{V}$ බැටරිය හරහා ශ්‍රේණිගතව ඇත. $A$ ලක්ෂ්‍යය ඒවා අතර ඇත.

වෝල්ටීයතාව ප්‍රතිරෝධවල අනුපාතයට බෙදේ. එබැවින් $20\,\Omega$ ප්‍රතිරෝධකය $12\,\text{V}$ හි $\dfrac{20}{80}$ ක් ගනී, එය $3\,\text{V}$ ය. පරිපූර්ණ වෝල්ට්මීටරය ධාරාවක් නොගන්නා බැවින් $R$ වෙනස් වන විට මෙය වෙනස් නොවේ.

$3$

$V_A = \dfrac{20}{60 + 20} \times 12$

$B$ හි විභවය:

සම්පූර්ණ $100\,\Omega$ ප්‍රතිරෝධකය $12\,\text{V}$ බැටරිය හරහා ඇත. පහළ ඇති කොටස $R$ $12\,\text{V}$ හි $\dfrac{R}{100}$ ක් ගනී.

එබැවින් $V_B = \dfrac{12R}{100} = 0.12R$ වෝල්ට්වලින්. එය $R = 0$ හි $0$ සිට $R = 100\,\Omega$ හි $12\,\text{V}$ දක්වා සරල රේඛාවක නගී.

$0.12R$

$V_B = \dfrac{R}{100} \times 12$

$0.12R - 3$

$V = V_B - V_A = 0.12R - 3$

$-3$

$V = 0 - 3$

$25$

$R = \dfrac{3}{0.12}$

$V = 0.12 \times 50 - 3$

$9$

$V = 0.12 \times 100 - 3$

$12 * r / 100 - 12 * 20 / (60 + 20)$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

දැන් එය ප්‍රස්තාර පහ සමග ගළපන්න.

ප්‍රස්තාරය (1) $-3\,\text{V}$ සිට $25\,\Omega$ හි ශුන්‍යය හරහා $+9\,\text{V}$ දක්වා සරල රේඛාවකි. එය ගැළපේ.

ප්‍රස්තාරය (2) ශුන්‍යයෙන් ආරම්භ වේ. ප්‍රස්තාරය (3) වක්‍රයකි. ප්‍රස්තාරය (4) බසී. ප්‍රස්තාරය (5) $50\,\Omega$ හිදී ශුන්‍යය හරහා යයි. මේවා ගැළපෙන්නේ නැත.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

ප්‍රස්තාරය (2) ශුන්‍යයෙන් ආරම්භ වේ. නමුත් $A$ ලක්ෂ්‍යය $3\,\text{V}$ හි ඇත. එබැවින් $R = 0$ හි කියවීම $-3\,\text{V}$ ය.

ප්‍රස්තාරය (3) වක්‍රයකි. නමුත් $V_B - V_A$ යනු $R$ හි සරල රේඛාවකි.

ප්‍රස්තාරය (4) $+3\,\text{V}$ සිට බසී. නමුත් $+$ අග්‍රය $B$ හි ඇත. එබැවින් කියවීම $-3\,\text{V}$ සිට නගී.

ප්‍රස්තාරය (5) $50\,\Omega$ හිදී ශුන්‍යය හරහා යයි. නමුත් සම්පූර්ණ $12\,\text{V}$ $100\,\Omega$ ප්‍රතිරෝධකය හරහා ඇත. එබැවින් එය $25\,\Omega$ හිදී හරහා යයි.

නිගමනය

$V = 0.12R - 3$

කියවීම $V = 0.12R - 3$ ය, $-3\,\text{V}$ සිට $+9\,\text{V}$ දක්වා සරල රේඛාවකි. එය ප්‍රස්තාරය (1) වේ.

පිළිතුර (1) යි.

උද්ධෘත මගින් විභව බෙදනය සහ එක් ප්‍රතිරෝධයක සර්පණ යතුර ලැබේ. වෝල්ට්මීටරය $+$ අග්‍රය $B$ හි තිබිය දී $V_B - V_A$ පෙන්වන බව සහ $R$ යනු $100\,\Omega$ ප්‍රතිරෝධකයේ සර්පණ යතුරට පහළ කොටස බව රූපය අප කියවූ ආකාරය වේ.

ගුරු සටහන

එක් එක් ලක්ෂ්‍යයේ විභවය භූගත කිරීමේ සිට සොයන්න. ඉන්පසු අඩු කරන්න: $+$ අග්‍රය අඩු $-$ අග්‍රය. $R = 0$, ශුන්‍ය අගය සහ $R = 100\,\Omega$ වැනි ලක්ෂ්‍ය දෙක තුනක් සොයා ඒවා සම්බන්ධ කරන්න.

විභාග ඉඟිය