हल किए गए उदाहरण
हल किए गए प्रश्नों का संग्रह। मुख्य नियम याद रखें:
- दाहिने हाथ के अंगूठे का नियम - सीधे चालक के चारों ओर क्षेत्र (अंगूठा = धारा, अंगुलियाँ = क्षेत्र)।
- फ्लेमिंग के बाएँ हाथ का नियम - क्षेत्र में धारा पर बल (तर्जनी = क्षेत्र, मध्यमा = धारा, अंगूठा = गति)। मोटर।
- फ्लेमिंग के दाएँ हाथ का नियम - जनित्र में प्रेरित धारा (अंगूठा = गति, तर्जनी = क्षेत्र, मध्यमा = प्रेरित धारा)।
- घरेलू आपूर्ति: AC, 220 V, 50 Hz; विद्युन्मय = लाल, उदासीन = काला, भू = हरा।
उदाहरण 1: पावर लाइन का क्षेत्र (NCERT 12.1) क्षैतिज पावर लाइन में धारा पूर्व से पश्चिम बहती है। इसके नीचे व ऊपर क्षेत्र? हल: दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम से वृत्तीय क्षेत्र पूर्व से देखने पर दक्षिणावर्त है; तार के नीचे उत्तर की ओर, ऊपर दक्षिण की ओर।
उदाहरण 2: इलेक्ट्रॉन पर बल (NCERT 12.2) एक इलेक्ट्रॉन क्षेत्र (पृष्ठ के भीतर) में दाईं ओर गति करते हुए प्रवेश करता है। बल की दिशा? हल: परंपरागत धारा इलेक्ट्रॉन के विपरीत (अर्थात बाईं ओर)। फ्लेमिंग के बाएँ हाथ के नियम से बल पृष्ठ के भीतर (NCERT में विकल्प d)।
उदाहरण 3: अल्फा कण का विक्षेप (NCERT प्र.) पश्चिम की ओर गतिमान धनावेशित अल्फा कण क्षेत्र द्वारा उत्तर की ओर विक्षेपित होता है। क्षेत्र की दिशा? हल: धारा = पश्चिम (धन आवेश की गति), बल = उत्तर। फ्लेमिंग के बाएँ हाथ के नियम से क्षेत्र ऊपर की ओर (विकल्प d)।
उदाहरण 4: क्षेत्र रेखाओं के गुण (NCERT प्र.) चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के गुण बताइए। हल: (i) वे चुंबक के बाहर N से निकलकर S में मिलती हैं, बंद पाश बनाती हैं। (ii) स्पर्श रेखा क्षेत्र दिशा देती है। (iii) प्रबल क्षेत्र पर सघन होती हैं। (iv) कोई दो क्षेत्र रेखाएँ नहीं काटतीं।
उदाहरण 5: क्षेत्र रेखाएँ क्यों नहीं काटतीं (NCERT प्र.) दो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ एक-दूसरे को क्यों नहीं काटतीं? हल: यदि काटतीं, तो कटान बिंदु पर दिक्सूचक सुई को एक साथ दो दिशाओं में संकेत करना पड़ता, जो असंभव है। अतः क्षेत्र रेखाएँ कभी नहीं काटतीं।
उदाहरण 6: परिनालिका के भीतर क्षेत्र (NCERT MCQ) लंबी सीधी धारावाही परिनालिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र _ होता है। हल: यह सभी बिंदुओं पर समान (एकसमान) होता है - भीतर क्षेत्र रेखाएँ समांतर व समान अंतराल की हैं।
उदाहरण 7: दक्षिणावर्त पाश का क्षेत्र (NCERT प्र.) एक वृत्ताकार पाश मेज़ पर पड़ा है व धारा दक्षिणावर्त (ऊपर से देखने पर) बहती है। भीतर व बाहर क्षेत्र? हल: दाहिने हाथ के नियम से पाश के भीतर क्षेत्र नीचे की ओर (मेज़ में) व बाहर वापसी क्षेत्र ऊपर की ओर।
उदाहरण 8: प्रोटॉन का कौन-सा गुण बदलता है (NCERT प्र.) चुंबकीय क्षेत्र में स्वतंत्र गति करते प्रोटॉन का कौन-सा गुण बदल सकता है? हल: चुंबकीय बल प्रोटॉन का वेग, संवेग (दिशा) बदलता है, पर उसका द्रव्यमान व चाल नहीं (चुंबकीय बल कार्य नहीं करता)। अतः वेग व संवेग बदल सकते हैं।
उदाहरण 9: छड़ AB का विस्थापन (NCERT प्र.) क्षेत्र में धारावाही छड़ का विस्थापन किससे प्रभावित होता है: (i) अधिक धारा, (ii) प्रबल चुंबक, (iii) लंबी छड़? हल: तीनों स्थितियों में बल - व विस्थापन - बढ़ता है: अधिक धारा, प्रबल क्षेत्र, व लंबा चालक प्रत्येक बल बढ़ाते हैं।
उदाहरण 10: चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के दो उपाय (NCERT प्र.) चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के दो उपाय बताइए। हल: (i) स्थायी चुंबक (छड़ चुंबक) का उपयोग। (ii) किसी चालक (सीधे तार, कुंडली या परिनालिका) से विद्युत धारा प्रवाहित करना - धारावाही चालक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।
उदाहरण 11: बल कब सबसे अधिक होता है? (NCERT प्र.) चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर बल सबसे अधिक कब होता है? हल: जब धारा की दिशा चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के समकोण (लंबवत) पर हो।
उदाहरण 12: इलेक्ट्रॉन किरण का विक्षेप (NCERT प्र.) क्षैतिज गतिमान (पीछे से आगे) इलेक्ट्रॉन किरण चुंबकीय क्षेत्र द्वारा आपकी दाईं ओर विक्षेपित होती है। क्षेत्र की दिशा? हल: परंपरागत धारा आगे से पीछे (इलेक्ट्रॉनों के विपरीत)। बल दाईं ओर। फ्लेमिंग के बाएँ हाथ के नियम से क्षेत्र ऊर्ध्वाधर नीचे की ओर।
उदाहरण 13: तीन दिशा नियम (NCERT प्र.) दिशा के लिए नियम बताइए: (i) सीधे चालक के चारों ओर क्षेत्र, (ii) चालक पर बल, (iii) घूमती कुंडली में प्रेरित धारा। हल: (i) दाहिने हाथ के अंगूठे का नियम, (ii) फ्लेमिंग के बाएँ हाथ का नियम, (iii) फ्लेमिंग के दाएँ हाथ का नियम।
उदाहरण 14: 5 A परिपथ पर ओवन (NCERT प्र.) 2 kW ओवन 220 V, 5 A रेटेड परिपथ पर चलता है। क्या होता है? हल: A > 5 A। फ्यूज़ उड़ जाता है व परिपथ टूट जाता है; इस परिपथ पर ओवन नहीं चल सकता।
उदाहरण 15: भू-तार का कार्य (NCERT प्र.) भू-तार का क्या कार्य है व धातु उपकरणों को भू-संपर्कित क्यों करें? हल: भू-तार ज़मीन तक कम-प्रतिरोध पथ प्रदान करता है। भू-संपर्कन उपकरण के धातु ढाँचे को भू विभव पर रखता है, अतः लीकेज धारा भूमि में जाती है व उपयोगकर्ता को तीव्र आघात नहीं लगता।
उदाहरण 16: लघुपथन कब होता है? (NCERT प्र.) विद्युत लघुपथन कब होता है? हल: जब विद्युन्मय व उदासीन तार सीधे संपर्क में आ जाएँ (क्षतिग्रस्त विद्युतरोधन या दोष), तो प्रतिरोध घटता है व धारा अचानक बढ़ जाती है - लघुपथन।
उदाहरण 17: लंबे सीधे तार के पास क्षेत्र (NCERT MCQ) लंबे सीधे धारावाही तार के पास क्षेत्र का वर्णन कौन करता है? हल: तार पर केंद्रित संकेंद्रित वृत्त (विकल्प d)। न त्रिज्यीय, न तार के समांतर।
उदाहरण 18: क्षेत्र रेखाओं पर सही/गलत (NCERT प्र.) (क) लंबी वृत्ताकार कुंडली के केंद्र पर क्षेत्र समांतर सीधी रेखाएँ हैं। (ख) हरे विद्युतरोधन वाला तार विद्युन्मय तार है। हल: (क) सही - केंद्र पर क्षेत्र रेखाएँ लगभग समांतर सीधी रेखाएँ हैं। (ख) गलत - हरा तार भू-तार है; विद्युन्मय तार लाल है।
उदाहरण 19: मोटर बनाम जनित्र मोटर व जनित्र के लिए ऊर्जा रूपांतरण व हाथ-नियम बताइए। हल: मोटर: विद्युत → यांत्रिक, फ्लेमिंग बायाँ हाथ नियम। जनित्र: यांत्रिक → विद्युत, फ्लेमिंग दायाँ हाथ नियम।
उदाहरण 20: विभाजित वलय दिक्परिवर्तक की भूमिका DC मोटर में विभाजित वलय दिक्परिवर्तक क्यों प्रयुक्त होता है? हल: यह हर आधे घूर्णन पर कुंडली में धारा उलट देता है, अतः बल-आघूर्ण सदा एक ही घूर्णी दिशा में कार्य करता है व कुंडली एक दिशा में सतत घूमती है।
उदाहरण 21: AC बनाम DC जनित्र वलय AC जनित्र को DC जनित्र से क्या अलग करता है? हल: AC जनित्र दो सर्पी वलय प्रयोग करता है (निर्गत हर आधे घूर्णन पर उलटता = AC); DC जनित्र विभाजित वलय दिक्परिवर्तक प्रयोग करता है (निर्गत एक-दिशीय रहता = DC)।
उदाहरण 22: उपकरण द्वारा ली गई धारा 1000 W हीटर 220 V मेन्स पर चलता है। यह कितनी धारा खींचता है, व किस फ्यूज़ (5 A या 15 A) परिपथ पर होना चाहिए? हल: A। यह 5 A से कम है, अतः यह 5 A परिपथ पर सुरक्षित चल सकता है (5 A फ्यूज़ उपयुक्त)।
उदाहरण 23: एकसमान क्षेत्र आरेख (NCERT प्र.) आरेख में एकसमान चुंबकीय क्षेत्र कैसे दर्शाते हैं? हल: समांतर, समान अंतराल की सीधी क्षेत्र रेखाओं द्वारा जो सभी एक ही दिशा में हों (जैसे लंबी परिनालिका के भीतर)।
उदाहरण 24: अतिभारण से बचाव (NCERT प्र.) घरेलू परिपथों के अतिभारण से बचने की सावधानी क्या है? हल: एक ही सॉकेट में बहुत सारे उपकरण (विशेषकर उच्च-शक्ति) न जोड़ें, अलग उचित-रेटेड परिपथ (5 A, 15 A) प्रयोग करें, व सही रेटिंग का फ्यूज़ प्रयोग करें।
उदाहरण 25: AC की आवृत्ति AC मेन्स प्रति सेकंड 50 बार दिशा उलटती है। इसकी आवृत्ति क्या है, व भारतीय घरों में आपूर्ति वोल्टता क्या है? हल: आवृत्ति = 50 Hz; आपूर्ति वोल्टता = 220 V (AC)।
उदाहरण 26: n फेरों की कुंडली का क्षेत्र एक अकेला वृत्ताकार फेरा केंद्र पर क्षेत्र B उत्पन्न करता है। 20 ऐसे फेरों की कुंडली कितना क्षेत्र उत्पन्न करेगी? हल: हर फेरा जुड़ता है, अतः क्षेत्र 20 B (एक फेरे का n गुना) होता है, क्योंकि सभी फेरे एक ही दिशा में धारा ले जाते हैं।
उदाहरण 27: धारा ऊपर, क्षेत्र की दिशा एक तार ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर धारा ले जाता है। दाहिने हाथ के अंगूठे के नियम से क्षेत्र रेखाएँ वर्णित कीजिए। हल: अंगूठे को ऊपर (धारा) रखने पर अंगुलियाँ वामावर्त (ऊपर से देखने पर) मुड़ती हैं - संकेंद्रित क्षेत्र वृत्त तार के चारों ओर वामावर्त चलते हैं।
उदाहरण 28: नरम लोहा बनाम इस्पात क्रोड विद्युत चुंबक की क्रोड हेतु इस्पात के बजाय नरम लोहा क्यों पसंद किया जाता है? हल: नरम लोहा अस्थायी चुंबक है - धारा से प्रबलता से चुंबकित व धारा रुकने पर चुंबकत्व खो देता है, अतः विद्युत चुंबक चालू/बंद हो सकता है। इस्पात चुंबकत्व बनाए रखता (स्थायी), जो अवांछित है।
उदाहरण 29: घरेलू वायरिंग समांतर क्यों घर में उपकरण मेन्स के आर-पार समांतर में क्यों जोड़े जाते हैं, दो कारण दीजिए। हल: (i) प्रत्येक उपकरण को पूरा 220 V मिलता है। (ii) प्रत्येक का अपना स्विच होता है व एक उपकरण विफल/बंद होने पर अन्य काम करते रहते हैं। समांतर वायरिंग प्रत्येक को आवश्यक धारा भी लेने देती है।
उदाहरण 30: MRI व शरीर का चुंबकत्व (जानकारी) MRI किस सिद्धांत पर आधारित है, व कौन-से अंग महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं? हल: MRI (चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग) शरीर के भीतर दुर्बल आयन धाराओं द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके अंगों की छवि बनाता है। हृदय व मस्तिष्क सबसे महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं।
उदाहरण 31: बल की दिशा उलटना चुंबकीय क्षेत्र में धारावाही चालक पर बल की दिशा उलटने के दो उपाय बताइए। हल: (i) धारा की दिशा उलटें, या (ii) चुंबकीय क्षेत्र की दिशा उलटें (चुंबक के ध्रुव अदल-बदल करें)। कोई भी एक बल उलट देता है।
उदाहरण 32: युक्ति पहचानिए एक युक्ति में कुंडली चुंबकीय क्षेत्र में दो सर्पी वलयों व ब्रशों के साथ घूमती है, व कुंडली हाथ से घुमाने पर बल्ब जलता है। इसका नाम व ऊर्जा रूपांतरण बताइए। हल: यह AC जनित्र (डायनमो) है। यह विद्युत चुंबकीय प्रेरण द्वारा यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।