$b$ બાજુવાળા એક ધનના દરેક બિંદુએ વિધુતભાર $q$ છે. આ વિધુતભારના તંત્રને લીધે ધનના કેન્દ્ર પર સ્થિતિમાન અને વિધુતક્ષેત્ર શોધો.
  • A$\frac{3 q}{\sqrt{2} \pi \epsilon_{0} b}$
  • B$\frac{2 q}{\sqrt{3} \pi \epsilon_{0} b}$
  • C$\frac{4 q}{\sqrt{3} \pi \epsilon_{0} b}$
  • D$\frac{3 q}{\sqrt{4} \pi \epsilon_{0} b}$
Medium
Download our app for free and get startedPlay store
c
Length of the side of a cube \(=b\)

Charge at each of its vertices \(=q\)

A cube of side \(b\) is shown in the following figure.

\(d =\) Diagonal of one of the six faces of the cube

\(d^{2}=\sqrt{b^{2}+b^{2}}=\sqrt{2 b^{2}}\)

\(d=b \sqrt{2}\)

\(l=\) Length of the diagonal of the cube

\(l^{2}=\sqrt{d^{2}+b^{2}}\)

\(=\sqrt{(\sqrt{2} b)^{2}+b^{2}}=\sqrt{2 b^{2}+b^{2}}=\sqrt{3 b^{2}}\)

\(l=b \sqrt{3}\)

\(r=\frac{l}{2}=\frac{b \sqrt{3}}{2}\) is the distance between the centre of the cube and one of the eight vertices The electric potential \((V)\) at the centre of the cube is due to the presence of eight charges at the vertices.

\(V=\frac{8 q}{4 \pi \epsilon_{0}}\)

\(=\frac{8 q}{4 \pi \epsilon_{0}\left(b \frac{\sqrt{3}}{2}\right)}\)

\(=\frac{4 q}{\sqrt{3} \pi \epsilon_{0} b}\)

Therefore, the potential at the centre of the cube is \(\frac{4 q}{\sqrt{3} \pi \epsilon_{0} b}\)

The electric field at the centre of the cube, due to the eight charges, gets cancelled. This is because the charges are distributed symmetrically with respect to the centre of the cube. Hence, the electric field is zero the centre

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
    $R$ ત્રિજ્યા નો પોલો વાહક ગોળો તેની સપાટી પર $(+Q)$ વિદ્યુતભાર ધરાવે છે તો તેના કેન્દ્રથી $r = R/3$ અંતરે વિદ્યુતસ્થીતીમાન શોધો.
    View Solution
  • 2
    એક હવાવાળા સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરની ક્ષમતા $‘C’ $ અને બે પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર $‘d’$  તથા વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $ ‘V’ $ છે.આ હવાવાળા કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચે લાગતું આકર્ષણબળ _______
    View Solution
  • 3
    જો અવકાશનાં $(x, y, z)\, m$ બિંદુ આગળ વિદ્યુત સ્થિતિમાન $V=3 x^{2}$ વોલ્ટ વડે આપવામાં આવે છે. $(1, 0,3) \,m$ બિંદુ આગળ વિદ્યુત ક્ષેત્ર .............. હશે.
    View Solution
  • 4
    આપેલ આકૃતિમાં $\frac{{{{\text{C}}_{{\text{DE}}}}}}{{{{\text{C}}_{{\text{AB}}}}}}$  ગુણોતર શોધો.
    View Solution
  • 5
    બે અલગ કરેલી (અવાહકીય) પ્લેટોને સમાન રીતે એવી રીતે વિદ્યુતભારીત કરેલ છે. કે જેથી તેમની વચ્ચેનો સ્થિતિમાન તફાવત $V_2$ - $V_1$ = $20\ V$. પ્લેટ $2$ ઉંચા સ્થિતિમાન છે. પ્લેટોને $= 0.1\  m$ અંતરે અલગ કરેલી અનંત રીત વિશાળ (વિસ્તૃત) ગણી શકાય છે. પ્લેટ $1$ ની અંદરની પસાર પર સ્થિત સ્થિતિએ રહેલા એક ઈલેકટ્રોનને મુક્ત કરવામાં આવે છે. જે જ્યારે પ્લેટને અથડાય ત્યારે તેની ઝડપ કેટલી છે.

    $ (e = 1.6 ×  10^{-19}\ C, m_0= 9.11 × 10^{-31}\ kg)$

    View Solution
  • 6
    સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટરની કેપેસિટી $5\ \mu F$ છે. જ્યારે કાચની પ્લેટને કેપેસિટરની પ્લેટ વચ્ચે મૂકવામાં આવે, ત્યારે તેનો સ્થિતિમાન મૂળ કિંમત કરતાં $1/8$ ભાગ જેટલો બને છે, તો ડાઈ ઈલેકટ્રીક અચળાંકની કિંમત કેટલી થાય ?
    View Solution
  • 7
    પાતળી ધાતુની પટ્ટી દ્વારા બનાવેલ કેપેસીટરનું કેપેસીટન્સ $2\ \mu F$ છે જો પાતળી ધાતુની પટ્ટીઓને $0.15\, mm $ જાડાઇના પેપેર વડે ભરવામાં આવે તથા પેપરનો ડાલઇલેક્ટ્રીક અચળાંક $2.5$ તથા લંબાઇ $400 \,mm$ હોય તો પટ્ટીની લંબાઇ.....$m$
    View Solution
  • 8
    અવકાશનાં એકક્ષેત્રમાં નિયમિત વિદ્યુતક્ષેત્ર $\vec{E}=10 \hat{i}( V / m )$ લાગુ પડે છે. જો કોઈ ધન વિદ્યુતભારને $\bar{v}=-2 \hat{j}$, જેટલા વેગથી તેમાંથી પસાર થાય તો તેની સ્થિતિઊર્જા કેવી થશે?

     

    View Solution
  • 9
    $5\, km$ પહોળાઈ અને $5\, km$ લંબાઈ ધરાવતો એક વિશાળ જળવાદળ છે. તેનું તળિયું (પાયો અહી દર્શાવ્યા પ્રમાણે પૃથ્વીની સપાટીથી $1\, km$ ઉપર છે. ડાઈ ઈલેકટ્રીક તરીકે હવાના માધ્યમ સાથે પૃથ્વીની સપાટી અને વાદળને સમાંતર પ્લેટ કેપેસિટર હોય તેમ ધારો તો વાદળ અને પૃથ્વી સપાટી સંયોજનનું કેપેસિટન્સ........$\mu F$ માં શોધો.
    View Solution
  • 10
    આકૃતિમાં બે કેપેસિટરો શ્રેણીમાં છે. $b$ લંબાઈનો દ્રઢવાહક મધ્યભાગ ઉર્ધ્વ રીતે સરકી શકે છે. તો આ તંત્રનો સમતુલ્ય કેપેસિટન્સ શોધો.
    View Solution