2020 A/L Physics Past Paper · Question 17 (Tamil Medium)

Answer: (3) $35\ \text{cm}$

வினா என்ன கேட்கிறது

கேட்கப்படுவது: $R$ ஐ $70\ \Omega$ இலிருந்து $80\ \Omega$ ஆக்கியபின் சமனிலையை மீளப் பெற வழுக்கும் சாவி $J$ நகர வேண்டிய தூரம்.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

அழுத்தமானி என்பது அவ்வாறான குறைபாடுகளின்றி, சமனிலை முறையின் மூலம் மேலும் திருத்தமாக அழுத்த வித்தியாசங்களை அளப்பதற்காக ஆக்கப்பட்ட ஓர் உபகரணமாகும்.

அதாவது அதன் ஓரலகு நீளத்தினது அழுத்த வீழ்ச்சியை அதாவது அழுத்தப் படித்திறனைக் கண்டறிதல் வேண்டும்

அப்போது நியமக்கலத்தின் மூலம் ஓட்டம் வழங்கப்படுவதில்லையாதலால் அதன் மின்னியக்க விசை ($E_s$) அழுத்தமானிக் கம்பியின் $l_s$ நீளத்தின் அழுத்த வித்தியாசத்துக்குச் சமமானது.

அச்சமனிலை நீளம் $l$ எனின், $E = kl$.

தொடரான தடையிகளை ஒரே ஓட்டத்தைக் கொண்டு செல்லும் வகையில் சில தடையிகள் தொகுக்கப்பட்டு உள்ளனவாயின் அது தொடரான இணைப்பாகும்.

$$V = IR$$

தேவையான சமன்பாடுகள்

$I = \frac{E_0}{R + 10}$

$k = \frac{I \times 10}{600}$

$E = kl$

காரணம் / கணக்கீடு

மாறுவதும் மாறாததும்: கலம் $E$, $E_0$, கம்பியின் நீளம் ($600$ cm), தடை ($10\ \Omega$) மாறாதவை. மாறுவது $R$ மட்டுமே; அதனால் ஓட்டம் $I$, படித்திறன் $k$, ஆகவே சமனிலை நீளம் $l$ மாறுகின்றன. சமனிலையில் கலம் $E$ இலிருந்து ஓட்டம் இல்லை — அது $E$ ஐ "அளக்கப்படும்" கணியமாக மட்டுமே வைக்கிறது.

$k_1 l_1 = k_2 l_2$

$l \propto \frac{1}{k} \propto (R + 10)$

$\frac{90}{80}$

$\frac{l_2}{l_1} = \frac{R_2 + 10}{R_1 + 10} = \frac{80 + 10}{70 + 10}$

$315$

$l_2 = 280 \times \frac{90}{80}$

$35$

$d = 315 - 280$

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

தெரிவுகளுடன் ஒப்பிட: $J$ ஐ $35$ cm ($B$ நோக்கி) நகர்த்த வேண்டும் — தெரிவு (3).

சரிபார்ப்பு

$l1 * (R2 + Rw) / (R1 + Rw) - l1$

பரிமாணச் சோதனை: $\dfrac{l_2}{l_1} = \dfrac{R_2 + 10}{R_1 + 10}$ பரிமாணமற்றது; ஆகவே $l_2$ இன் அலகு cm ✓. திசைச் சோதனை: $R$ கூட ஓட்டம் குறைகிறது, கம்பியின் ஒவ்வொரு cm இலும் அழுத்த வீழ்ச்சி குறைகிறது — அதே $E$ க்கு நீண்ட நீளம் தேவை; $315 > 280$ ✓. எல்லை: $315 < 600$ cm — சமனிலை இன்னும் கம்பியினுள் ✓.

முடிவு

$d = 280\left(\frac{90}{80} - 1\right) = 35\ \text{cm}$

$l \propto (R + 10)$: $l_2 = 280 \times \dfrac{90}{80} = 315$ cm; $J$ ஐ $35$ cm நகர்த்த வேண்டும் — விடை (3).

தடைப் பெட்டியின் தடையை மட்டும் கொண்டு ஓட்டத்தைக் கணித்தல் (கம்பியின் தடையை மறத்தல்).

கம்பியும் $R$ உம் ஒரே தொடர்ச் சுற்றில்: $I = \dfrac{E_0}{R + 10}$.