රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි, පැත්තක දිග 0.05 m වූ සමපාද ත්රිකෝණාකාර සන්නායක පුඩුවක් v = 0.5 m s⁻¹ ඒකාකාර ප්රවේගයෙන් ස්රාව ඝනත්වය B = 0.1 T වූ ඒකාකාර චුම්බක ක්ෂේත්රයක් පවතින ප්රදේශයක් පසුකර යයි. පුඩුව ක්ෂේත්රයට ඇතුළු වන විට පුඩුව තුළ ප්රේරණය වන උපරිම වි.ගා. බලයේ විශාලත්වය සහ ධාරාවේ දිශාව වනුයේ කුමක් ද?

(1) 2.5 mV, වාමාවර්ත

(2) 2.5 mV, දක්ෂිණාවර්ත

(3) 0.5 mV, වාමාවර්ත

(4) 0.5 mV, දක්ෂිණාවර්ත

(5) 0.25 mV, දක්ෂිණාවර්ත

2023 A/L Physics Past Paper · Question 47 (Sinhala Medium)

චුම්බක ක්ෂේත්‍රයකට ඇතුළු වන ත්‍රිකෝණාකාර පුඩුවක්

රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි, පැත්තක දිග $0.05\,\text{m}$ වූ සමපාද ත්‍රිකෝණාකාර සන්නායක පුඩුවක් $v = 0.5\,\text{m s}^{-1}$ ඒකාකාර ප්‍රවේගයෙන් ස්‍රාව ඝනත්වය $B = 0.1\,\text{T}$ වූ ඒකාකාර චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් පවතින ප්‍රදේශයක් පසුකර යයි. පුඩුව ක්ෂේත්‍රයට ඇතුළු වන විට පුඩුව තුළ ප්‍රේරණය වන උපරිම වි.ගා. බලයේ විශාලත්වය සහ ධාරාවේ දිශාව වනුයේ කුමක් ද?

(1) $2.5\,\text{mV}$ , වාමාවර්ත
(2) $2.5\,\text{mV}$ , දක්ෂිණාවර්ත
(3) $0.5\,\text{mV}$ , වාමාවර්ත
(4) $0.5\,\text{mV}$ , දක්ෂිණාවර්ත
(5) $0.25\,\text{mV}$ , දක්ෂිණාවර්ත

Answer and explanation

Answer: (1) $2.5\,\text{mV}$ , වාමාවර්ත

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

අපට අවශ්‍ය: පුඩුව ඇතුළු වන විට උපරිම වි.ගා.බ. සහ ධාරාවේ දිශාව.

මුලින් දිශා නියම කරන්න. අඳින ලද පරිදි කඩදාසිය දෙස බලමු. ගුණ ලකුණු මගින් ක්ෂේත්‍රය $B$ කඩදාසිය තුළට යන බව පෙන්වයි. පුඩුව එහි තුඩ ඉදිරියෙන් තිබිය දී $v$ ඇතිව දකුණට චලනය වේ.

එක් එක් අකුරේ තේරුම:

$B$ ( $\text{T}$ ): ක්ෂේත්‍රයේ ස්‍රාව ඝනත්වය, $0.1\,\text{T}$ .

$v$ ( $\text{m s}^{-1}$ ): පුඩුවේ වේගය, $0.5\,\text{m s}^{-1}$ .

$a$ ( $\text{m}$ ): ත්‍රිකෝණයේ පැත්ත, $0.05\,\text{m}$ .

$l$ ( $\text{m}$ ): ක්ෂේත්‍රයේ මායිම දිගේ ඇති පුඩුවේ දිග. ක්ෂේත්‍රය ඡේදනය කරන දිග එයයි.

$E$ ( $\text{V}$ ): ප්‍රේරිත වි.ගා.බ.

අදාළ න්‍යාය

$\therefore$ දණ්ඩෙහි දෙකෙළවර අතර ප්‍රේරණය වන විද්‍යුත්ගාමක බලය $E = Blv\sin\theta$ වේ.

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

පළමු උද්ධෘතය $B$ ක්ෂේත්‍රය හරහා $v$ වේගයෙන් චලනය වන $l$ දිග දණ්ඩක දෙකෙළවර අතර ප්‍රේරණය වන විද්‍යුත්ගාමක බලය දෙයි. ලම්බව චලනය වන විට $\theta = 90^\circ$ වේ. එබැවින් $E = Blv$ ය.

දෙවන උද්ධෘතය, ලෙන්ස්ගේ නියමය, කියන්නේ ප්‍රේරිත ධාරාව එයට හේතු වූ ස්‍රාව වෙනසට එරෙහි වන දිශාවට ගලන බව ය.

නිදසුනක් ලෙස දූවිලි සහිත බිමක් හරහා පළල් ඉදල්ලක් තල්ලු කරන්න. අලුත් දූවිලි ස්පර්ශ කරන කොටස පළල් වන තරමට තත්පරයකට එකතු වන දූවිලි වැඩි ය.

ක්ෂේත්‍රයට ඇතුළු වන පුඩුව ද එසේම ය: ක්ෂේත්‍රයේ මායිම හරහා යන කොටස දිග වන තරමට තත්පරයකට ඇතුළු වන ස්‍රාවය වැඩි ය.

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

ලෙන්ස්ගේ නියමය යොදන්න.

පුඩුව ඇතුළට චලනය වන විට එහි වර්ගඵලයෙන් වැඩි කොටසක් ක්ෂේත්‍රය තුළට පැමිණේ. එබැවින් පුඩුව හරහා කඩදාසිය තුළට යන ස්‍රාවය වැඩි වේ.

ප්‍රේරිත ධාරාව මෙම වැඩි වීමට එරෙහි වේ. එය පුඩුව තුළ කඩදාසියෙන් පිටතට එන තමන්ගේම ක්ෂේත්‍රයක් ඇති කරයි.

ඉදිරියෙන් බලන විට කඩදාසියෙන් පිටතට එන ක්ෂේත්‍රයක් ඇති කරන ධාරාව වාමාවර්තව ගමන් කරයි.

තර්කය / ගණනය

විශාලත්වය සොයන්න.

තුඩ මුලින් ඇතුළු වේ. ක්ෂේත්‍රයේ මායිම දිගේ ඇති පුඩුවේ කොටස ත්‍රිකෝණය හරහා සරල රේඛාවකි. එය ශුන්‍යයෙන් ආරම්භ වී ත්‍රිකෝණය ඇතුළට යන විට දිගු වේ.

ත්‍රිකෝණයේ පසුපස පැත්ත මායිමට ළඟා වන මොහොතේ එය දිගම වේ. එවිට එය පසුපස පැත්තම ය, $l = a = 0.05\,\text{m}$ .

එබැවින් එම මොහොතේ වි.ගා.බ. $E = Blv$ උපරිම වේ.

$0.05$

$l = a$

$2.5 \times 10^{-3}$

$E = Blv = 0.1 \times 0.05 \times 0.5$

$2.5$

$E = 2.5 \times 10^{-3} \times 1000$

දිශාව ප්‍රකාශ කරන්න: අප කඩදාසිය දකින පරිදි ධාරාව පුඩුව වටා වාමාවර්තව ගලයි.

දෙවන ක්‍රමයකින් පරීක්ෂා කරන්න, ෆ්ලෙමිංගේ දකුණත් නීතියෙන්. ක්ෂේත්‍රය තුළ ඇති පුඩුවේ කොටස කඩදාසිය තුළට යන ක්ෂේත්‍රය හරහා දකුණට චලනය වේ. එම කොටසේ ධාරාව ඉහළට බව නීතිය දෙයි.

පුඩුවේ දකුණු කොටසේ ඉහළට, ඉන්පසු ඉහළින් වමට, ඉන්පසු වම් පැත්තෙන් පහළට: එය වාමාවර්ත ය. ක්‍රම දෙකම එකඟ වේ.

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

දැන් එය විකල්ප පහ සමග ගළපන්න.

අපට ලැබුණේ $2.5\,\text{mV}$ , වාමාවර්ත ය. විකල්පය (1) $2.5\,\text{mV}$ , වාමාවර්ත ය. එය ගැළපේ.

විකල්පය (2) හි විශාලත්වය නිවැරදි නමුත් දිශාව ප්‍රතිවිරුද්ධ ය. විකල්ප (3), (4), (5) හි විශාලත්වය කුඩා ය.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

විශාලත්වය නිවැරදි ය. නමුත් දක්ෂිණාවර්ත ධාරාවක් වැඩි වන කඩදාසිය තුළට යන ස්‍රාවයට තවත් එකතු කරයි. එය ලෙන්ස්ගේ නියමයට පටහැනි ය.

$0.5\,\text{mV}$ සඳහා $0.01\,\text{m}$ ඡේදන දිගක් අවශ්‍ය ය. නමුත් ඡේදන දිග සම්පූර්ණ පැත්ත $0.05\,\text{m}$ දක්වා යයි.

විශාලත්වය සහ දිශාව දෙකම වැරදි ය: ඡේදන දිග $0.05\,\text{m}$ දක්වා යයි. ධාරාව වාමාවර්තව ගලයි.

$0.25\,\text{mV}$ සඳහා $0.005\,\text{m}$ ඡේදන දිගක් අවශ්‍ය ය. ධාරාව වාමාවර්ත ය, දක්ෂිණාවර්ත නොවේ.

පරීක්ෂා කිරීම

$B * a * v * 1000$

වෙනසේ ලකුණ පරීක්ෂා කරන්න. පුඩුව ඇතුළු වන විට ස්‍රාවය වැඩි වේ. එබැවින් ධාරාව වාමාවර්ත ය.

පසුව පුඩුව ක්ෂේත්‍රයෙන් ඉවත් වන විට ස්‍රාවය අඩු වේ. එවිට ධාරාව දක්ෂිණාවර්ත වේ. ප්‍රශ්නය අසන්නේ ඇතුළු වීම ගැන ය. එබැවින් අපට අවශ්‍ය වාමාවර්ත ය.

නිගමනය

$E = 2.5\,\text{mV}$

උපරිම වි.ගා.බ. $E = Bav = 0.1 \times 0.05 \times 0.5 = 2.5\,\text{mV}$ ය. පුඩුව ඇතුළු වන විට ධාරාව වාමාවර්තව ගලයි.

පිළිතුර (1) යි.

උද්ධෘත මගින් චලනය වන සන්නායකයකට $E = Blv$ සහ ලෙන්ස්ගේ නියමය ලැබේ. ත්‍රිකෝණයේ ඡේදන දිග සම්පූර්ණ පැත්ත $a$ දක්වා වැඩි වන බව සහ ෆ්ලෙමිංගේ දකුණත් නීතියෙන් පරීක්ෂා කිරීම ඒවායින් සහ රූපයෙන් අප ගත් තර්කය වේ.

ගුරු සටහන

ක්ෂේත්‍රයකට ඇතුළු වන පුඩුවකට, ක්ෂේත්‍රයේ මායිම දිගේ ඇති පුඩුවේ දිගම කොටස සොයන්න. එම දිග සමග $E = Blv$ භාවිත කරන්න. දිශාව සඳහා, ස්‍රාවය වැඩි වේද අඩු වේද යන්න අසන්න. ධාරාව එම වෙනසට එරෙහි වේ.

විභාග ඉඟිය

தமிழ் · English