एक आवेशित कण, एक ऐसे शक्तिशाली असमान चुम्बकीय क्षेत्र में प्रवेश करता है जिसका परिमाण एवं दिशा दोनों एक बिन्दु से दूसरे बिन्दु पर बदलते जाते हैं, एक जटिल पथ पर चलते हुए इसके बाहर आ जाता है। यदि यह मान लें कि चुम्बकीय क्षेत्र में इसका किसी भी दूसरे कण से कोई संघट्ट नहीं होता तो क्या इसकी अंतिम चाल, प्रारंभिक चाल के बराबर होगी?
Exercise - 4.18
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$10 \ cm$ त्रिज्या की किसी कुंडली जिसमें पास$-$पास सटे $100$ फेरे हैं, में $3.2\ A$ विद्युत धारा प्रवाहित हो रही है।
कुंडली के केंद्र पर चुंबकीय क्षेत्र कितना है?
इस कुंडली का चुंबकीय आघूर्ण क्या है?
यह कुंडली ऊर्ध्वाधर तल में रखी है तथा किसी क्षैतिज अक्ष जो उसके व्यास से संरेखित है, के परित: घूर्णन करने के लिए स्वतंत्र है। एक $2T$ का एकसमान चुंबकीय क्षेत्र क्षैतिज दिशा में है जो इस प्रकार है कि आरंभ में कुंडली का अक्ष चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में है। चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में कुंडली $90^\circ$ के कोण पर घूर्णन कर जाती है।
आरंभिक तथा अंतिम स्थिति में कुंडली पर बल आघूर्ण के परिमाण क्या हैं?
$90^\circ$ पर घूर्णन करने के पश्चात कुंडली द्वारा अर्जित कोणीय चाल कितनी है? कुंठली का जड़त्व आघूर्ण $ 0.1 \ kg\ m^2$ है।
एक सीधी, क्षैतिज चालक छड़ जिसकी लम्बाई 0.45 मी. एवं द्रव्यमान 60 g है इसके सिरों पर जुड़े दो ऊर्ध्वाधर तारों पर लटकी हुई है। तारों से होकर छड़ में 5.0 A विद्युत धारा प्रवाहित हो रही है।
चालक के लम्बवत कितना चुम्बकीय क्षेत्र लगाया जाए कि तारों में तनाव शून्य हो जाए।
चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा यथावत रखते हुए यदि विद्युत धारा की दिशा उत्क्रमित कर दी जाए तो तारों में कुल तनाव कितना होगा ? (तारों के द्रव्यमान की उपेक्षा कीजिए)$g=9.8 \mathrm{~ms}^{-2}$l
तार की एक वृत्ताकार कुण्डली में 100 फेरे हैं, प्रत्येक की त्रिज्या 8.0 सेमी. है और इनमें 0.40 A विद्युत धारा प्रवाहित हो रही है। कुंडली के केन्द्र पर चुम्बकीय क्षेत्र का परिमाण क्या है?
$10$ सेमी लम्बाई और $10^{-3}$ मी$^{2}$ अनुप्रस्थ काट के एक क्षेत्र में $100\ G(1\ G = 10^{-4}\ T)$ का एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र चाहिए। जिस तार से परिनालिंका का निर्माण करना है उसमें अधिकतम $15\ A$ विद्युत धारा प्रवाहित हो सकती है और क्रोड पर अधिकतम $1000$ फेरे प्रति मीटर लपेटे जा सकते हैं। इस उद्देश्य के लिए परिनालिका के निर्माण का विवरण सुझाइए। यह मान लीजिए कि क्रोड लोह$-$चुम्बकीय नहीं है।
एक टोरॉइड के (अलौह चुम्बकीय) क्रोड की आंतरिक त्रिज्या 25 सेमी. और बाह्य त्रिज्या 26 सेमी. है। इसके ऊपर किसी तार के 3500 फेरे लपेटे गए हैं। यदि तार में प्रवाहित विद्युत धारा 11 A हो तो चुम्बकीय क्षेत्र का मान क्या होगा।
एक प्रकोप्ठ में $6.5\ G(1G = 10^{−4} T)$ का एकसमान चुंबकीय क्षेत्र बनाए रखा गया है। इस चंबकीय क्षेत्र में एक छलेक्ट्रॉन $4.8 \times 10^{6} \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}$ के वेग से क्षेत्र के लंबवत भेजा गया है। न्यास्या कीजिए कि इस इलेक्ट्रॉन का पथ वृत्ताकार क्यों होगा$?$ वृत्ताकार कक्षा की किज्या ज्ञात कीजिए। $(e=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}, m_{\mu}=9.1 \times 10^{-11} \mathrm{~kg})$
6$ \times 10^{-4} \mathrm{~T}$के चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत 3 $\times 10^{7} $m/s की चाल से गतिमान किसी इलेक्ट्रॉन (द्रव्यमान 9 $\times 10^{-31} \mathrm{~kg}$ तथा आवेश 1.6 $\times 10^{-19} \mathrm{C}$) के पथ की त्रिज्या क्या है? इसकी क्या आवृत्ति होगी? इसकी ऊर्जा KeV में परिकलित कीजिए। $\left(1 \mathrm{eV}=1.6 \times 10^{-19} \mathrm{~J}\right)$
किसी चिकने क्षैतिज तल पर कोई विद्युत धारावाही वृत्ताकार पाश रखा है। क्या इस पाश के चारों ओर ऐसा चुंबकीय क्षेत्र स्थापित किया जा सकता है कि यह पाश अपने अक्ष के चारों ओर स्वयं चक्कर लगाए (अर्थात ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर)।
कोई विद्युत वाही वृत्ताकार पाश किसी एकसमान बाह्य चुंबकीय क्षेत्र में स्थित है। यदि यह पाश घूमने के लिए स्वतंत्र है, तो इसके स्थायी संतुलन का दिक्विन्यास क्या होगा। यह दर्शाइए कि इसमें कुल क्षेत्र (बाह्य क्षेत्र + पाश द्वारा उत्पन्न क्षेत्र) का फ्लक्स अधिकतम होगा।
अनियमित आकृति का कोई विद्युत धारावाही पाश किसी बाह्य चुंबकीय क्षेत्र में स्थित है। यदि तार लचीला है तो यह वृत्ताकार आकृति क्यों ग्रहण कर लेता है?
1.5 T का एक एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र, 10.0 सेमी. त्रिज्या के बेलनाकार क्षेत्र में विद्यमान है। इसकी दिशा अक्ष के समान्तर पूर्व से पश्चिम की ओर है। एक तार जिसमें 7.0 A विद्युत धारा प्रवाहित हो रही है इस क्षेत्र में होकर उत्तर से दक्षिण की ओर गुजरती है। तार पर लगने वाले बल का परिमाण और दिशा क्या है, यदि
तार अक्ष को काटता हो,
तार N-S दिशा से घुमाकर उत्तर-पूर्व दिशा में कर दिया जाए,
N-S दिशा में रखते हुए ही तार को अक्ष से 6.0 सेमी. नीचे उतार दिया जाए।
प्रश्न 4.16 वर्णित हेमहोल्टज कुंडलियों का उपयोग करके किसी लघुक्षेत्र में 0.75 T का एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र स्थापित केया है। इसी क्षेत्र में कोई एकसमान स्तिर वैद्युत क्षेत्र कुंडलियों के उभयनिष्ठ अक्ष के लम्बवत लगाया जाता है। (एक ही प्रकार के) आवेशित कणों का 15 kV विभवांतर पर त्वरित एक संकीर्ण किराण पुंज इस क्षेत्र में दोनों कुंडलियों के अक्ष तथा रिथर वैद्युत क्षेत्र की लम्बवत् दिशा के अनुदिश प्रवेश करता है। यदि यह किरण पुंज $9.0 \times 10^{-5} \mathrm{Vm}^{-1}$, स्थिरवैद्युत क्षेत्र में अविक्षेपित रहता है तो यह अनुमान लगाइए कि किरण पुंज में कौन से कण हैं। यह स्पष्ट कीजिए कि यह उत्तर एकमात्र उत्तर क्यों नहीं है।