2019 A/L Physics Past Paper · Question 21 (Tamil Medium)

சமவழுத்த மேற்பரப்புகள் — அழுத்த வித்தியாசங்கள்

உருவிற் காட்டப்பட்டுள்ளவாறு இரு சமவழுத்த மேற்பரப்புகள் மீது உள்ள A,B,CA, B, C என்னும் புள்ளிகளைக் கருதுக. ஒரு புரோத்தன் AA இலிருந்து BB இற்கு இயங்கும்போது மின் புலத்தினால் அதன் மீது 3.2×10−19 J3.2 \times 10^{-19}\ \text{J} வேலை செய்யப்படுகின்றது. இலத்திரனொன்றின் ஏற்றம் −1.6×10−19 C-1.6 \times 10^{-19}\ \text{C} ஆகும். VAB,VBC,VCAV_{AB}, V_{BC}, V_{CA} ஆகிய மின் அழுத்த வித்தியாசங்கள் முறையே

  1. (1) 2 V, −2 V, 0 V ஆகும்.
  2. (2) 2 V, −2 V, 2 V ஆகும்.
  3. (3) −2 V, 2 V, 0 V ஆகும்.
  4. (4) 0.5 V, −0.5 V, 0 V ஆகும்.
  5. (5) −0.5 V, 0.5 V, 0 V ஆகும்.
Answer and explanation

Answer: (1) 2 V, −2 V, 0 V ஆகும்.

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

A உம் C உம் ஒரே சமவழுத்த மேற்பரப்பில் உள்ளன.

B மற்றைய மேற்பரப்பில் உள்ளது.

A இலிருந்து B இற்கு மின் புலம் புரோத்தன் மீது செய்யும் வேலை: WAB=3.2×10−19W_{AB} = 3.2 \times 10^{-19} J

இலத்திரனின் ஏற்றம் −1.6×10−19-1.6 \times 10^{-19} C.

புரோத்தனின் ஏற்றம் அதே அளவு, ஆனால் நேர்: q=+1.6×10−19q = +1.6 \times 10^{-19} C

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: VABV_{AB}, VBCV_{BC}, VCAV_{CA}.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

மின்புலமொன்றில் யாதேனும் புள்ளியில் இருந்து வேறொரு புள்ளிக்கு ஓரலகு ஏற்றமொன்றினைக் (1 C) கொண்டு செல்லும்போது செய்யப்படும் வேலை 1 யூல் எனின், அந்த இரண்டு புள்ளிகளுக்கும் இடையிலான அழுத்த வித்தியாசம் ஒரு வோல்ற்று ஆகும்

சம அழுத்த மேற்பரப்பொன்றின் வழியே மின் புலமொன்று இல்லையாதலால் அம்மேற்பரப்பின் வழியே ஏற்றமொன்றினைக் கொண்டு செல்வதற்கு வேலை தேவைப்படுவதில்லை.

AA இலிருந்து BB இற்கு qq ஏற்றத்தின் மீது மின் புலம் செய்யும் வேலை:

WAB=q (VA−VB)W_{AB} = q\,(V_A - V_B)

ஆகவே அழுத்த வித்தியாசம் என்பது ஓரலகு ஏற்றத்துக்கான வேலை:

VAB=WABqV_{AB} = \frac{W_{AB}}{q}

தேவையான சமன்பாடுகள்

WAB=q (VA−VB)W_{AB} = q\,(V_A - V_B)

VAB=WABqV_{AB} = \frac{W_{AB}}{q}

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

SI அலகுகளில்:

WAB=3.2×10−19W_{AB} = 3.2 \times 10^{-19} J

q=+1.6×10−19q = +1.6 \times 10^{-19} C

இரண்டும் ஏற்கனவே SI அலகுகளில் உள்ளன.

காரணம் / கணக்கீடு

முதலில் A இலிருந்து B.

மின் புலம் நேரேற்றம் கொண்ட புரோத்தன் மீது நேர் வேலை செய்கிறது.

ஆகவே A இன் அழுத்தம் B இன் அழுத்தத்திலும் கூடியது.

VAB=WABqV_{AB} = \frac{W_{AB}}{q}

22

VAB=3.2×10−191.6×10−19V_{AB} = \frac{3.2 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}}

−2-2

VBC=VB−VA=−VABV_{BC} = V_B - V_A = -V_{AB}

00

VCA=VC−VAV_{CA} = V_C - V_A

இப்போது தெரிவுகளுடன் பொருத்துவோம்.

நாம் பெற்றவை 22 V, −2-2 V, 00 V. அது தெரிவு (1).

(2) இல் VCA=2V_{CA} = 2 V. ஆனால் C உம் A உம் ஒரே மேற்பரப்பில் உள்ளன.

(3) இல் ஒவ்வொரு விடையும் எதிர். அது இலத்திரனின் ஏற்றத்தைப் பயன்படுத்துகிறது.

(4), (5) ஏற்றத்தை வேலையால் வகுக்கின்றன. அது தவறான வழி.

ஆகவே (1) மட்டுமே பொருந்துகிறது.

சரிபார்ப்பு

W/qW / q

அலகைச் சரிபார்ப்போம்.

JC=V\frac{\text{J}}{\text{C}} = \text{V}

இது அழுத்த வித்தியாசத்தின் அலகு. சரி.

ஒரு சிறு சோதனை.

A → B → C → A எனச் சுற்றி மீண்டும் தொடக்கத்துக்கு வருவோம்.

அழுத்தம் தொடங்கிய இடத்துக்கே மீள வேண்டும்.

2+(−2)+0=02 + (-2) + 0 = 0

சரி.

முடிவு

VAB=2 V, VBC=−2 V, VCA=0V_{AB} = 2\ \text{V},\ V_{BC} = -2\ \text{V},\ V_{CA} = 0

VAB=2V_{AB} = 2 V.

C இன் அழுத்தம் A இன் அழுத்தத்துக்குச் சமன். ஆகவே VBC=−2V_{BC} = -2 V.

C உம் A உம் ஒரே மேற்பரப்பில் உள்ளன. ஆகவே VCA=0V_{CA} = 0.

ஆகவே விடை தெரிவு (1).

புரோத்தனுக்கும் இலத்திரனின் ஏற்றம் −1.6×10−19-1.6 \times 10^{-19} C ஐப் பயன்படுத்துதல்.

புரோத்தனின் ஏற்றம் நேர்: +1.6×10−19+1.6 \times 10^{-19} C.

தவறான ஏற்றத்துடன் ஒவ்வொரு விடையும் எதிராகிறது. அது தெரிவு (3) ஐத் தருகிறது.

සිංහල · English