2023 A/L Physics Past Paper · Question 11 (Tamil Medium)

Answer: (3) $2000\ \text{V m}^{-1}$

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

ஒரு தகட்டின் அழுத்தம் $-10\ \text{V}$.

மற்றத் தகட்டின் அழுத்தம் $30\ \text{V}$.

தகடுகளுக்கிடையே உள்ள தூரம் $2\ \text{cm}$.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: தகடுகளுக்கிடையே உள்ள மின் புலச் செறிவு $E$.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$V_1$ ($\text{V}$): முதல் தகட்டின் அழுத்தம்.

$V_2$ ($\text{V}$): இரண்டாம் தகட்டின் அழுத்தம்.

$V$ ($\text{V}$): தகடுகளுக்கிடையே உள்ள அழுத்த வித்தியாசம்.

$d$ ($\text{m}$): தகடுகளுக்கிடையே உள்ள தூரம்.

$E$ ($\text{V m}^{-1}$): தகடுகளுக்கிடையே உள்ள மின் புலச் செறிவு.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

மேற்படி $\frac{\Delta V}{\Delta x}$ எனும் கணியமானது மின்புலத்தில் அழுத்தப் படித்திறன் எனப்படும். அக்கோவையின்படி மின்புலமொன்றின் யாதேனும் புள்ளியில் புலச்செறிவானது அதன் அழுத்தப்படித்திறனுக்குச் சமமாகும்.

சீரான மின்புலமொன்றில் $x$ அளவு தூர வீச்சில் $E = -\frac{V}{x}$ எனக் குறிப்பிடலாம்.

முதல் மேற்கோள் மின் புலச் செறிவுக்கும் அழுத்தப்படித்திறனுக்கும் உள்ள தொடர்பைச் சொல்கிறது.

இரண்டாம் மேற்கோள் சீரான புலத்தில் $x$ தூரத்துக்கு $E$ என்ன என்று சொல்கிறது. நேர்மறை, எதிர்மறைக் குறி திசையைக் குறிக்கும், எனவே பருமனை மாத்திரம் எடுப்போம்.

உதாரணமாக, ஒரு விளையாட்டு மைதானச் சறுக்கைக் கருதுங்கள். நீளமான மெல்லிய சறுக்கும் குறுகிய செங்குத்துச் சறுக்கும் உச்சியிலிருந்து தரை வரை ஒரே உயரத்தை இறங்கலாம்.

செங்குத்துத்தன்மை என்பது இறக்கத்தை சறுக்கின் நீளத்தால் வகுத்தது.

புலம் செங்குத்துத்தன்மை போன்றது. அழுத்த வித்தியாசம் இறக்கம் போன்றது. தகடுகளுக்கிடையே உள்ள தூரம் நீளம் போன்றது.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$V = V_2 - V_1$

$E = \dfrac{V}{d}$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

தூரம் சென்ரிமீற்றரில் உள்ளது, ஆனால் வோல்ற்று மீற்றருக்கான புலத்துக்கு மீற்றர் வேண்டும். எனவே முதலில் $2\ \text{cm}$ ஐ $0.02\ \text{m}$ ஆக்குங்கள்.

$40$

$V = 30 - (-10)$

$0.02$

$d = \dfrac{2}{100}$

$2000$

$E = \dfrac{V}{d} = \dfrac{40}{0.02}$

காரணம் / கணக்கீடு

புலம் என்பது அழுத்த வித்தியாசத்தை தூரத்தால் வகுத்தது.

$0.02\ \text{m}$ தூரத்தில் அழுத்தம் $40\ \text{V}$ ஆல் மாறுகிறது.

எனவே ஒவ்வொரு மீற்றருக்கும் அழுத்தம் $\dfrac{40}{0.02} = 2000\ \text{V}$ ஆல் மாறுகிறது. அது $2000\ \text{V m}^{-1}$, தெரிவு (3).

சரிபார்ப்பு

$v / d$

அலகு: $\dfrac{\text{V}}{\text{m}} = \text{V m}^{-1}$. அது மின் புலச் செறிவு, இருக்க வேண்டியபடியே.

இது பொருந்துகிறதா?

விடையைத் திருப்பிப் பிரதியிடுங்கள்: $E d = 2000 \times 0.02 = 40\ \text{V}$. அது $30\ \text{V}$ க்கும் $-10\ \text{V}$ க்கும் இடையிலான வித்தியாசம்.

அழுத்த வித்தியாசம் $20\ \text{V}$ அல்ல, $30\ \text{V}$ உம் அல்ல. $-10\ \text{V}$ என்பது பூச்சியத்துக்குக் கீழே $10\ \text{V}$, எனவே அதிலிருந்து $30\ \text{V}$ க்கு ஏறுவது $40\ \text{V}$.

முடிவு

$E = 2000\ \text{V m}^{-1}$

புலச் செறிவு $E = \dfrac{V}{d} = \dfrac{40}{0.02} = 2000\ \text{V m}^{-1}$.

விடை (3).

முதலில் அழுத்த வித்தியாசத்தைக் காணுங்கள். பெரிய அழுத்தத்திலிருந்து சிறியதைக் கழியுங்கள், குறிகளைக் கவனியுங்கள்: $30 - (-10) = 40$.

பின்னர் மீற்றரில் தூரத்தால் வகுங்கள். விடையைத் திருப்பிப் பிரதியிட்டுச் சரிபாருங்கள்: $E d$ அழுத்த வித்தியாசத்தைத் தர வேண்டும்.

பரீட்சைக் குறிப்பு