ચાર બિંદુવત વિદ્યુતભારો $-q, +q, +q$ અને $-q$ $y$ અક્ષ પર $y = -2d$, $y = -d, y = +d$ અને $y = +2d$ પર છે.$x$ અક્ષ પર $x = D\,\,(D > > d)$ પાસે વિદ્યુતક્ષેત્ર કોના સમપ્રમાણમાં હશે?
  • A$E \propto \frac{1}{D}$
  • B$E \propto \frac{1}{D^3}$
  • C$E \propto \frac{1}{D^2}$
  • D$E \propto \frac{1}{D^4}$
JEE MAIN 2019, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
d
Electric field at \(\mathrm{p}=2 \mathrm{E}_{1} \cos \theta_{1}-2 \mathrm{E}_{2} \cos \theta_{2}\)

\(=\frac{2 \mathrm{Kq}}{\left(\mathrm{d}^{2}+\mathrm{D}^{2}\right)} \times \frac{\mathrm{D}}{\left(\mathrm{d}^{2}+\mathrm{D}^{2}\right)^{1 / 2}}-\frac{2 \mathrm{Kq}}{\left[(2 \mathrm{d})^{2}+\mathrm{D}^{2}\right]} \times \frac{\mathrm{D}}{\left[(2 \mathrm{d})^{2}+\mathrm{D}^{2}\right]^{1 / 2}}\)

\(=2 \mathrm{KqD}\left[\left(\mathrm{d}^{2}+\mathrm{D}^{2}\right)^{-3 / 2}-\left(4 \mathrm{d}^{2}+\mathrm{D}^{2}\right)^{-3 / 2}\right]\)

\(=\frac{2 \mathrm{KqD}}{\mathrm{D}^{3}}\left[\left(1+\frac{\mathrm{d}^{2}}{\mathrm{D}^{2}}\right)^{-3 / 2}-\left(1+\frac{4 \mathrm{d}^{2}}{\mathrm{D}^{2}}\right)^{-3 / 2}\right]\)

Applying binomial approximation \(\because \mathrm{d}<<\mathrm{D}\) 

\(=\frac{2 \mathrm{KqD}}{\mathrm{D}^{3}}\left[1-\frac{3}{2} \frac{\mathrm{d}^{2}}{\mathrm{D}^{2}}-\left(1-\frac{3 \times 4 \mathrm{d}^{2}}{2 \mathrm{D}^{2}}\right)\right]\)

\(=\frac{2 \mathrm{KqD}}{\mathrm{D}^{3}}\left[\frac{12}{2} \frac{\mathrm{d}^{2}}{\mathrm{D}^{2}}-\frac{3}{2} \frac{\mathrm{d}^{2}}{\mathrm{D}^{2}}\right]\)

\(=\frac{9 \mathrm{kqd}^{2}}{\mathrm{D}^{4}}\)

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
    એક વિજભારિત કણ ($m$ દળ અને $q$ વિજભાર) $X$ અક્ષ દિશામાં $V _{0}$ વેગથી ગતિ કરે છે.જ્યારે તે ઉગમબિંદુ પાસેથી પસાર થાય ત્યારે તે $\overrightarrow{ E }=- E \hat{ j }$ જેટલા એકસમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં (જે $x = d$ સુધી પ્રવર્તે છે) દાખલ થાય છે. $x > d$ ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનના ગતિપથનું સમીકરણ શું હશે?
    View Solution
  • 2
    આકૃત્તિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે $12\, cm$ ની બાજુ ધરાવતાં એક ચોરસની શિરોલંબ ઉપર $6\, cm$ અંતરે $+\,12 \,\mu C$ નાં એક બિંદુવર વીજભાર રહેલ છે. ચોરસમાંથી પસાર થતાં વિદ્યુતફ્લકસનું મૂલ્ય ....... $\times 10^{3} \,Nm ^{2} / C$ થશે.
    View Solution
  • 3
    $R$ ત્રિજ્યાનો એક ગોળો છે અને $2R$ ત્રિજ્યાનો બીજો કાલ્પનિક ગોળો કે જેનું કેન્દ્ર આપેલ ગોળાના કેન્દ્રને સુસંગત છે. જેના પરનો વિદ્યુતભાર $q$ છે. કાલ્પનિક ગોળા સાથે સંકળાયેલ ફલક્સ ........ છે.
    View Solution
  • 4
    જો એક બીજાથી $d$ અંતરે રહેલા બે વીજભારો $q_1$ અને $q_2$ ડાઈલેક્ટ્રીક અચળાંક $K$ ધરાવતા માધ્યમમાં રાખેલ છે. તો તેટલા સ્થિરવિદ્યુત બળ માટે હવાના માધ્યમમાં બે વીજભારો વચ્ચેનું સમતુલ્ય અંતર કેટલું હોય ?
    View Solution
  • 5
    $+\sigma_{\mathrm{s}} \mathrm{C} / \mathrm{m}^2$ જેટલી નિયમિત પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ધનતા ધરાવતી એક અનંત સમતલ તક્તિને $x-y$ સમતલમાં મૂકવામાં આવે છે. બીજા એક $+\lambda_{\mathrm{e}} \mathrm{C} / \mathrm{m}$ જેટલી નિયમિત રેખીય વિધુતભાર ધનતા ધરાવતા અનંત લંબાઈના લાંબા તાર ને $z=4 \mathrm{~m}$ સમતલ અને $y$-અક્ષને સમાંતર રાખવામાં આવે છે. જો મૂલ્યોમાં $\left|\sigma_s\right|=2\left|\lambda_{\mathrm{e}}\right|$ હોય તો $(0,0,2)$ સ્થાન આગળ તક્તિ ( પૃષ્ઠ) વિદ્યુતભાર અને રેખીય વિધુત ભાર ને કારણે મળતા વિધુતક્ષેત્રનાં મૂલ્યોનો ગુણોતર. . . . . છે.
    View Solution
  • 6
    આકૃતિતિાં દર્શાવ્યા અનુસાર $2 Q$ અને $3 Q$ જેટલો વિદ્યુતભાર ઘેરતા બે પોલા સમકેન્દ્રીય સમઘનો $C_1$ અને $C_2$ છે. $C_1$ અને $\mathrm{C}_2$ માંથી પસાર થતા વિદ્યુત ફ્લક્સનો ગુણોત્તર_____________છે.
    View Solution
  • 7
    $1\, \mu C$ વિદ્યુતભારોને $x-$ અક્ષ પર $x = 1, 2,4, 8, .... \infty$ મૂકવામાં આવે છે. તો ઉગમ બિંદુ પર રહેલ $1\, C$ વિદ્યુતભાર પર કેટલા .....$N$ બળ લાગે?
    View Solution
  • 8
    ધાતુના બે સમાન ગોળાઓ $B$ અને $C$ પર સમાન વિદ્યુતભાર છે.જયારે આ બે ગોળાઓને એકબીજાથી અમુક અંતરે રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તેમની વચ્ચે અપાકર્ષી બળ $F$ લાગે છે.હવે,આ ગોળાઓ જેવા જ એક ત્રીજા વિદ્યુતભાર રહિત ગોળાનો $B$ સાથે સ્પર્શ કરાવી છૂટો પાડવામાં આવે છે.ત્યારબાદ તેનો $C$ સાથે સ્પર્શ કરાવી છૂટો પાડવામાં આવે છે.ગોળા $B$ અને $C$ વચ્ચે લાગતું નવું અપાકર્ષણ બળ કેટલું હશે? (બંને ગોળા વચ્ચેનું અંતર બદલાતું નથી.)
    View Solution
  • 9
    $5\,\mu C$ બિંદુવત વિજભારથી $80\, cm$ અંતરે વિદ્યુતક્ષેત્રની પ્રબળતા કેટલી હશે?
    View Solution
  • 10
    બે વિદ્યુતભારો $9e$ અને $3e$ એકબીજાથી $r$ અંતરે મૂકેલા છે. જ્યાં વિદ્યુતક્ષેત્રની તીવ્રતા શૂન્ય હોય તે બિંદુ ....... અંતરે આવેલા છે.
    View Solution