$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ઘન ગોળની વિજભાર ઘનતા $0 \leq r \leq R$ માટે $\rho  = {\rho _0}\left( {1 - \frac{r}{R}} \right)$ મુજબ આપવામાં આવે છે. તો બોલની બહાર વિદ્યુતક્ષેત્ર કેટલું હશે?
  • A$\frac{{{\rho _0}{R^3}}}{{{\varepsilon _0}{r^2}}}$
  • B$\frac{{{4\rho _0}{R^3}}}{{{3\varepsilon _0}{r^2}}}$
  • C$\frac{{{3\rho _0}{R^3}}}{{{4\varepsilon _0}{r^2}}}$
  • D$\frac{{{\rho _0}{R^3}}}{{{12\varepsilon _0}{r^2}}}$
JEE MAIN 2018, Diffcult
Download our app for free and get startedPlay store
d
\(\text { Charge density, } \rho=\rho_{0}\left(1-\frac{r}{R}\right)\)

\(d q=\rho d v\)

\(q_{i n}=\int d q=\rho d v\)

\(=\rho_{0}\left(1-\frac{r}{R}\right) 4 \pi r^{2} d r \quad\left(\because d v=4 \pi \mathrm{r}^{2} \mathrm{dr}\right)\)

\(=4 \pi p_{0} \int_{0}^{R}\left(1-\frac{r}{R}\right) r^{2} d r\)

\(=4 \pi \rho_{0} \int_{0}^{R} r^{2} d r-\frac{r^{2}}{R} d r\)

\(=4 \pi \rho_{0}\left[\left[\frac{r^{3}}{3}\right]_{0}^{R}-\left[\frac{r^{4}}{4 R}\right]_{0}^{R}\right]\)

\({=4 \pi \rho_{0}\left[\frac{R^{3}}{3}-\frac{R^{4}}{4 R}\right]}\)

\({=4 \pi \rho_{0}\left[\frac{R^{3}}{3}-\frac{R^{3}}{4}\right]=4 \pi \rho_{0}\left[\frac{R^{3}}{12}\right]}\)

\({q=\frac{\pi \rho_{0} R^{3}}{3}}\)

\(E .4 \pi r^{2}=\left(\frac{\pi \rho_{0} R^{3}}{3 \epsilon_{0}}\right)\)

Electric field outside the ball, \(E=\frac{\rho_{0} R^{3}}{12 \epsilon_{0} r^{2}}\)

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
    $q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતા બે ધન આયનો વચ્ચેનું અંતર $d $ છે. જો તેમની વચ્ચેનું અપાકર્ષણ બળ $F $ હોય, તો દરેક આયન પર ખૂટતાં ઇલેકટ્રોનની સંખ્યા કેટલી હશે? ($e$ ઇલેક્ટ્રોન પરનો વિદ્યુતભાર છે)
    View Solution
  • 2
    એક અનંત લંબાઈનો રેખીય વિદ્યુતભાર $2 \,cm$ અંતરે $9 \times 10^4 \;N/C$ વિદ્યુતક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા ($\mu C / m$ માં) ગણો. 
    View Solution
  • 3
    એક સમઘનને $\overrightarrow{{E}}=150\, {y}^{2}\, \hat{{j}}$ જેટલા વિદ્યુતક્ષેત્રની અંદર મૂકવામાં આવે છે. સમઘનની બાજુની લંબાઈ $0.5 \,{m}$ અને તેને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે મૂકવામાં આવે છે. સમઘનની અંદરનો વિદ્યુતભાર $(\times 10^{-11} {C}$ માં) કેટલો હશે?
    View Solution
  • 4
    એક વિદ્યુત ડાયપોલ, $2 \,cm$ અંતરે દૂર $1 \,\mu C$ માત્રાના બે વિરૂધ્ધ વિદ્યુતભારોની બનેલી છે. આ ડાયપોલને $10^5\,N/C$ ના બાહ્ય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવી છે. ડાયપોલ પર લાગતું મહત્તમ ટોર્ક .......... $Nm$
    View Solution
  • 5
    $5\,\mu C$ બિંદુવત વિજભારથી $80\, cm$ અંતરે વિદ્યુતક્ષેત્રની પ્રબળતા કેટલી હશે?
    View Solution
  • 6
    અવકાશમાં $\vec{E}=(2 x \hat{i}) N C^{-1}$ જેટલું વિદ્યુતક્ષેત્ર પ્રવર્ત છે. નીચે દર્શાવેલ આકૃતિ મુજબ $2 \mathrm{~m}$ બાજુ ધરાવતો સમધન આ વિસ્તારમાં મૂકવામાં આવે છે : સમધનમાંથી પસાર થતું ફ્લકસ ........... $\mathrm{Nm}^2 / \mathrm{C}$ હશે.
    View Solution
  • 7
    ઉગમબિંદુ $(0,0,0)$ આગળ રહેલ એક વિદ્યુત ડાયપોલની ડાયપોલ મોમેન્ટ $\overrightarrow{\mathrm{p}}=(-\hat{\mathrm{i}}-3 \hat{\mathrm{j}}+2 \hat{\mathrm{k}}) \times 10^{-29}\; \mathrm{C} \cdot \mathrm{m}$ છે.ડાયપોલને કારણે $\overrightarrow{\mathrm{r}}=+\hat{\mathrm{i}}+3 \hat{\mathrm{j}}+5 \hat{\mathrm{k}}$ આગળ રહેલ વિદ્યુતક્ષેત્ર કોને સમાંતર હોય? ($\overrightarrow{\mathrm{r}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{p}}=0)$
    View Solution
  • 8
    $\overrightarrow{\mathrm{E}}=\frac{2 \hat{i}+6 \hat{j}+8 \hat{k}}{\sqrt{6}}$ થી રજૂ થતું વિદ્યુતક્ષેત્ર $4 \mathrm{~m}^2$ ક્ષેત્રફળ અને $\hat{n}=\left(\frac{2 \hat{i}+\hat{j}+\hat{k}}{\sqrt{6}}\right)$ જેટલો એકમ સદિશ ધરાવતી સપાટીમાંથી પસાર થાય છે. સપાટી સાથે સંકળાયેલ વિદ્યુત ફ્લક્સ. . . . . .$Vm$ હશે.
    View Solution
  • 9
    $1$ કુલંબના બે વિદ્યુતભારોને $1 \,km$ દૂર મૂકવામાં આવે, તો તેમની વચ્ચે લાગતું બળ ............. $N$ હશે.
    View Solution
  • 10
    એક ધન ધાતુના ગોળા પાસે $+ 3Q$ વિદ્યુતભાર છે. જે $-Q$ વિદ્યુતભાર વાળા સુવાહક ગોળીય કવચને સમકેન્દ્રિત છે. ગોળાની ત્રિજ્યા $a$ અને ગોળીય કવચની $b$ છે. $(b > a)$. કેન્દ્રથી $R$ અંતર આગળ $(a < R < b) \,f$ વિદ્યુતક્ષેત્ર ....... છે.
    View Solution