$\mathrm{R}$ ત્રિજ્યાના ગોળાનો વિચાર કરો કે જેના પર વિધુતભાર ઘનતાનું વિતરણ $p\left( r \right){\rm{ }} = {\rm{ }}kr,{\rm{ }}r \le R{\rm{ }} = {\rm{ }}0$ અને $r\, >\, R$. 

$(a)$ $\mathrm{r}$ જેવાં અંતરે આવેલાં બધા બિંદુઓએ વિધુતક્ષેત્ર શોધો. 

$(b)$ ધારોકે, ગોળા પરનો કુલ વિધુતભાર $2\mathrm{e}$ છે જ્યાં $\mathrm{e}$ એ ઇલેક્ટ્રોન પરનો વિધુતભાર છે. બે પ્રોટોન્સને કયાં જડિત કરી ( મૂકી ) શકાય કે જેથી તેમની દરેક પર લાગતું બળ શૂન્ય છે. એવું ધારી લો કે, પ્રોટોનને દાખલ કરવાથી ઋણ વિધુતભાર વિતરણમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store

$(a)$ ધારોકે, $R$ ત્રિજ્યાવાળો ગોળો $5$ છે અને બે ધારેલા ગોળાઓની ત્રિજ્યા $r< R$ અને $r> R$ છે

હવે $r< R$ બિદુ માટે વિદ્યુતક્ષેત્રની તીવ્રતા, $\iint \overrightarrow{ E } \cdot d \overrightarrow{ S }=\frac{1}{\epsilon_{0}} \int \rho d V \quad\left[\because \Sigma q=\int \rho d V \right]$

પણ $કદ V =\frac{4}{3} \pi r^{3}$

$\therefore d V =\frac{4}{3} \pi \times 3 r^{2} d r$

$=4 \pi r^{2} d r$

અને $\rho(r)=k r \quad(r< R$ માટે $)$

$\therefore \int \overrightarrow{ E } \cdot d \overrightarrow{ S }=\frac{1}{\epsilon_{0}} 4 \pi k \int_{0}^{r} r^{3} d r \quad[\rho=k r]$

$\therefore E \int d s=\frac{4 \pi k}{\epsilon_{0}}\left[\frac{r^{4}}{4}\right]_{0}^{r}$

$\therefore E \left(4 \pi r^{2}\right)=\frac{4 \pi k}{\epsilon_{0}} \cdot \frac{r^{4}}{4}$

$\therefore E =\frac{1}{4 \epsilon_{0}} \cdot k r^{2}$

અહી વિદ્યુતભાર ધનતા ધન છે તેથી વિદ્યુતક્ષેત્ર $\overrightarrow{ E }$ ત્રિજ્યાવર્તી બહાર તરફ છે.

Similar Questions

આકૃતીમાં દર્શાવ્યા મુજબ ત્રણ અનંત લંબાઇથી પ્લેટોને મુકેલ છે તો $P$ બિંદુ આગળ વિદ્યુત ક્ષેત્ર....

$S(r)\,\, = \,\,\frac{Q}{{\pi {R^4}}}\,r$ એ $R$ ત્રિજ્યા અને કુલ વિદ્યુતભાર $Q$ વાળા એક ધન ગોળાના વિદ્યુતભાર વિતરણની ઘનતા આપે છે. ગોળાના કેન્દ્રથી $r_1$ અંતરે ગોળાની અંદરના બિંદુ $P$ માટે વિદ્યુતક્ષેત્રનું મૂલ્ય ....... છે.

$P$ બિંદુએ વિદ્યુતક્ષેત્ર કેટલુ થાય?

  • [IIT 2005]

આકૃતિમાં એક ખૂબ મોટું ધન વિદ્યુતભારિત સમતલ પૃષ્ઠ દર્શાવેલ છે. $P _{1}$ અને $P _{2}$ એ વિદ્યુતભાર વિતરણથી $l$ અને $2 l$ જેટલા લઘુત્તમ અંતરે બે બિંદુુઓ છે. જે પૃષ્ઠ વીજભાર ઘનતા $\sigma$ હોય, તો $P_{1}$ અને $P_{2}$ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્ર $E_{1}$ અને $E_{2}$ માટે સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો

  • [JEE MAIN 2022]

સમાન વિરૂદ્ધ નિશાની ધરાવતી પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા ($\sigma$ $= 26.4 \times  10^{-12} \ C/m^2$) વાળી બે સમાંતર વિશાળ પાતળી ધાતુની તકતી છે. આ તકતી વચ્ચેનું વિદ્યુતક્ષેત્ર ........$N/C$ છે.