$200\,cm^2$ ક્ષેત્રફળ અને $1.5\,cm$ દૂર રાખેલી બે પ્લેટ સમાંતર પ્લેટ કેપેસીટર તરીકે વર્તે છે જેને $V\;emf$ જેટલી બેટરી સાથે જોડેલ છે. જો બંન્ને પ્લેટ વચ્ચે $25\times10^{-6}\,N$ જેટલું આકર્ષણબળ લાગતું હોય તો $V$ નું વોલ્ટમાં મૂલ્ય કેટલું હશે? $\left( {{\varepsilon _0} = 8.85 \times {{10}^{ - 12}}\,\frac{{{C^2}}}{{N{m^2}}}} \right)$
  • A$150$
  • B$100$
  • C$250$
  • D$300$
JEE MAIN 2018, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
c
Given area of Parallel plate capacitor, \(A=\) \(200\, \mathrm{cm}^{2}\)

Separation between the plates, \(d=1.5\, \mathrm{cm}\) Force of attraction between the plates, \(F=\) \(25 \times 10^{-6}\, \mathrm{N}\)

\(F=Q E\)

\(F=\frac{Q^{2}}{2 A \epsilon_{0}} \quad\) (\(E\) due to parallel plate

\(=\frac{\sigma}{2 \epsilon_{0}}=\frac{Q}{A 2 \epsilon_{0}})\)

But \(Q=C V=\frac{\epsilon_{0} A(V)}{d}\)

\(\therefore \,F = \,\frac{{({\epsilon_0}A{V^2})}}{{{{\text{d}}^2} \times 2{\text{A}}{\epsilon_0}}}\)

\( = \frac{{{{\left( {{\epsilon_0}A} \right)}^2} \times {V^2}}}{{{d^2} \times 2 \times \left( {A{\epsilon_0}} \right)}} = \frac{{\left( {{\epsilon_0}A} \right) \times {V^2}}}{{{d^2} \times 2}}\)

or, \(25 \times {10^{ - 6}} = \frac{{\left( {8.85 \times {{10}^{ - 12}}} \right) \times \left( {200 \times {{10}^{ - 4}}} \right) \times {V^2}}}{{2.25 \times {{10}^{ - 4}} \times 2}}\)

\( \Rightarrow V\, = \frac{{25 \times {{10}^{ - 6}} \times 2.25 \times {{10}^{ - 4}} \times 2}}{{8.85 \times {{10}^{ - 12}} \times 200 \times {{10}^{ - 4}}}}\) \( \approx 250\,V\)

art

Download our app
and get started for free

Experience the future of education. Simply download our apps or reach out to us for more information. Let's shape the future of learning together!No signup needed.*

Similar Questions

  • 1
    વિદ્યુતભારીત કેપેસીટરની સંગ્રહીત ઊર્જા કયા સૂત્ર દ્વારા આપી શકાય ?
    View Solution
  • 2
    $C$ કેપેસીટન્સ ધરાવતા પાંચ કેપેસીટરને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે જોડેલા છે. તો $P$ અને $R$ તથા $P$ અને $Q$ વચ્ચેના કેપેસીટન્સનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
    View Solution
  • 3
    અવકાશમાં $\vec E\, = (25 \hat i + 30 \hat j)\,NC^{-1}$ જેટલું વિદ્યુતક્ષેત્ર પ્રવર્તે છે. જો ઉગમબિંદુ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્ર શૂન્ય હોય તો $x\, = 2\, m, y\, = 2\, m$ બિંદુ આગળ વિદ્યુતસ્થિતિમાન $volt$ માં કેટલું મળે?
    View Solution
  • 4
    એક વિસ્તારમાં વિદ્યુત સ્થિતિમાન દર્શાવવા માટે  $V=\frac{3 x^2}{2}-\frac{y^2}{4}$ સંબંધ વપરાય છે.$x$ અને $y$ મીટરમાં છે અને $V$ એ વૉલ્ટમાં છે. તો બિંદુ  $(1\,m,2\,m)$ પર વિદ્યુતક્ષેત્રની તિવ્રતા $N / C$ કેટલી થશે ?     
    View Solution
  • 5
    સમાંતર પ્લેટ કેપેસીટરની પ્લેટ વચ્ચે ડાઈઇલેક્ટ્રિક મૂકવામાં આવે છે. જેનો ડાઈઇલેક્ટ્રિક અચળાંક નીચે મુજબ બદલાય છે.

    $K(x) = K_0 + \lambda x$ ($\lambda  =$ અચળાંક)

    શૂન્યાવકાશમાં કેપેસીટરનું મૂલ્ય $C_0$ હોય તો $C_0$ના સ્વરૂપમાં કેપેસીટન્સ $C$ કેટલું મળે?

    View Solution
  • 6
    આકૃતિમાં $C_1=20 \mu F , C_2=40 \mu F$ અને $C_3=50 \mu F$ દર્શાવેલ છે. જો કોઈ પણ કેપેસીટર $50 \,V$ થી વધુનું સ્થિતિમાન ધારણ કરી શકતો ન હોય તો બિંદુ $X$ અને $Y$ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત મેળવો.   
    View Solution
  • 7
    સમાંતર પ્લેટ કેપેસીટરની બે પ્લેટ વચ્ચે $200 \Omega \, {m} $ અવરોધકતા ધરાવતો પદાર્થ ભરેલો છે.કેપેસીટરના કેપેસીટન્સનું મુલ્ય $2\, {pF}$ છે. જો કેપેસીટરની બે પ્લેટ વચ્ચે $40 \,{V}$ નો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત લાગુ પાડવામાં આવે તો, કેપેસીટરમાંથી લીકેજ થતો પ્રવાહ કેટલો હશે?

    (પદાર્થની સાપેક્ષ પરમીએબિલિટી $50$ છે)

    View Solution
  • 8
    આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે, ત્રણ ચાર્જને અને સમબાજુ ત્રિકોણના ખુણાઓ પર મુકેલ છે. આ ત્રિકોણના કેન્દ્ર માટે કયું વિધાન;તેના કુલ સ્થિતિમાન $V$ અને વિદ્યુત ક્ષેત્ર $E$ માટે સત્ય છે ?
    View Solution
  • 9
    $4\,cm$ જેટલી પ્લેટોની પહોળાઈ, લંબાઈ $8\,mm$, અને બે પ્લેટો વરચેનું અંતર $4\,mm$ હોય તેવા સમાંતર પ્લેટ સંઘારકને $20\,V$ ની બેટરી સાથે જોડવામાં આવે છે. $5$ જેટલો ડાયઈલેક્ટિક્ર અચળાંક ધરાવતો અને $1\,cm$ લંબાઈ, $4\,cm$ પહોળાઈ અને $4\,mm$ જાડાઈ ધરાવતા ડાયઈલેક્ટ્રિક માધ્યમને સંઘારકની પ્લેટોની વરચે દાખલ કરવામાં આવે છે. આ તંત્ર માટે સ્થિત વિદ્યુત ઊર્જા $........\varepsilon_0 J$ થશે.(જ્યાં $\varepsilon_0$ શુન્યાવકાશની પરમીટીવીટી છે)
    View Solution
  • 10
    એક સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર પાસે $20\, kV$ સ્થિતિમાન અને $2 \times  10^{-4} \,\mu F$ કેપેસિટન્સ છે. જો પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $0.01\, m^2$ હોય અને પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર $2\ mm$ હોય તો માધ્યમનું ડાઈઈલેકટ્રીક અચળાંક શોધો.
    View Solution