1. Electric Charges and Fields
hard

$'a'$ भुजा वाली किसी घन के सभी शीर्षों पर $+Q$ आवेश है मूलबिन्दु को छोड़कर जहाँ $- Q$ आवेश रिथत है। इस घन के केन्द्र पर विधुत क्षेत्र है।

A

$\frac{-Q}{3 \sqrt{3} \pi \varepsilon_{0} a^{2}}(\hat{x}+\hat{y}+\hat{z})$

B

$\frac{-2 Q}{3 \sqrt{3} \pi \varepsilon_{0} a^{2}}(\hat{x}+\hat{y}+\hat{z})$

C

$\frac{2 Q}{3 \sqrt{3} \pi \varepsilon_{0} a^{2}}(\hat{x}+\hat{y}+\hat{z})$

D

$\frac{ Q }{3 \sqrt{3} \pi \varepsilon_{0} a ^{2}}(\hat{ x }+\hat{ y }+\hat{ z })$

(JEE MAIN-2021)

Solution

We can replace $-Q$ charge at origin by $+Q$ and $-2 Q$. Now due to $+Q$ charge at every corner of cube. Electric field at center of cube is zero so now net electric field at center is only due to $-2 Q$ charge at origin.

$\overrightarrow{ E }=\frac{ kq \overrightarrow{ r }}{ r ^{3}}=\frac{1(-2 Q ) \frac{ a }{2}(\hat{ x }+\hat{ y }+\hat{ z })}{4 \pi \varepsilon_{0}\left(\frac{ a }{2} \sqrt{3}\right)^{3}}$

$\overrightarrow{ E }=\frac{-2 Q (\hat{ x }+\hat{ y }+\hat{ z })}{3 \sqrt{3} \pi a ^{2} \varepsilon_{0}}$

Standard 12
Physics

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