ધારો કે એક નક્કર ગોળાની ત્રિજ્યા $R$ અને તેના પરનો વિદ્યુતભાર $Q$ છે. આ ગોળાનું વિદ્યુત ઘનતા વિતરણ $\rho( r )=\frac{ Q }{\pi R ^{4}} \cdot r$ સૂત્ર વડે અપાય છે. આ ગોળાની અંદર ગોળાના કેન્દ્રથી $r _{1}$ અંતરે આવેલા બિંદુ $P$ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્રનું મૂલ્ય કેટલું થાય?
ધારો કે એક નક્કર ગોળાની ત્રિજ્યા $R$ અને તેના પરનો વિદ્યુતભાર $Q$ છે. આ ગોળાનું વિદ્યુત ઘનતા વિતરણ $\rho( r )=\frac{ Q }{\pi R ^{4}} \cdot r$ સૂત્ર વડે અપાય છે. આ ગોળાની અંદર ગોળાના કેન્દ્રથી $r _{1}$ અંતરે આવેલા બિંદુ $P$ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્રનું મૂલ્ય કેટલું થાય?
- [AIEEE 2009]
- A
$0$
- B
$\frac{Q}{{4\pi {\varepsilon _0}{r_1}^2}}$
- C
$\;\frac{Q}{{4\pi {\varepsilon _0}{R^4}}}$
- D
$\;\frac{{Q{r_1}^2}}{{3\pi {\varepsilon _0}{R^4}}}$
Similar Questions
$6\,m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોળાની કદ વિદ્યુતભાર ઘનતા $2\,\mu\,C / cm ^3$ છે. ગોળાની સપાટીમાંથી બહાર આવતી પ્રતિ એકમ પૃષ્ઠ ક્ષેત્રફળ દીઠ બળ રેખાઓની સંખ્યા $..........\times 10^{10} NC ^{-1}$ હશે.
[Given : Permittivity of vacuum $\left.\epsilon_{0}=8.85 \times 10^{-12} C ^{2} N ^{-1}- m ^{-2}\right]$
$6\,m$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોળાની કદ વિદ્યુતભાર ઘનતા $2\,\mu\,C / cm ^3$ છે. ગોળાની સપાટીમાંથી બહાર આવતી પ્રતિ એકમ પૃષ્ઠ ક્ષેત્રફળ દીઠ બળ રેખાઓની સંખ્યા $..........\times 10^{10} NC ^{-1}$ હશે.
[Given : Permittivity of vacuum $\left.\epsilon_{0}=8.85 \times 10^{-12} C ^{2} N ^{-1}- m ^{-2}\right]$
- [JEE MAIN 2022]
$10\; cm$ ત્રિજ્યાના એક વાહક ગોળા પર અજ્ઞાત વિદ્યુતભાર છે. ગોળાના કેન્દ્રથી $20\; cm$ દૂરના બિંદુએ વિદ્યુતક્ષેત્ર $-1.5 \times 10^{3} \;N / C$ ત્રિજ્યાવર્તી દિશામાં અંદરની તરફ હોય તો ગોળા પરનો કુલ વિદ્યુતભાર કેટલો હશે?
$10\; cm$ ત્રિજ્યાના એક વાહક ગોળા પર અજ્ઞાત વિદ્યુતભાર છે. ગોળાના કેન્દ્રથી $20\; cm$ દૂરના બિંદુએ વિદ્યુતક્ષેત્ર $-1.5 \times 10^{3} \;N / C$ ત્રિજ્યાવર્તી દિશામાં અંદરની તરફ હોય તો ગોળા પરનો કુલ વિદ્યુતભાર કેટલો હશે?
આકૃતિમાં કોઈ વસ્તુ માટે વિદ્યુતક્ષેત્ર $E_{(r)}$ વિરુદ્ધ કોઈ બિંદુના તે વસ્તુના કેન્દ્રથી અંતર $(r)$ માટેનો આલેખ છે, તેથી......
આકૃતિમાં કોઈ વસ્તુ માટે વિદ્યુતક્ષેત્ર $E_{(r)}$ વિરુદ્ધ કોઈ બિંદુના તે વસ્તુના કેન્દ્રથી અંતર $(r)$ માટેનો આલેખ છે, તેથી......
$\mathrm{R}$ 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.
$\mathrm{R}$ 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.
જો બંધ સપાટી વડે ઘેરાતો વિધુતભાર શૂન્ય હોય, તો તે સપાટી પરના દરેક સ્થાને વિધુતક્ષેત્ર શૂન્ય હોવાનું સૂચવે છે ? બીજી બાજુ જો સપાટી પરના દરેક સ્થાને વિધુતક્ષેત્ર શૂન્ય હોય તો બંધ સપાટી વડે ઘેરાતો ચોખ્ખો (પરિણામી) વિધુતભાર શૂન્ય હોવાનું સૂચવે છે ?
જો બંધ સપાટી વડે ઘેરાતો વિધુતભાર શૂન્ય હોય, તો તે સપાટી પરના દરેક સ્થાને વિધુતક્ષેત્ર શૂન્ય હોવાનું સૂચવે છે ? બીજી બાજુ જો સપાટી પરના દરેક સ્થાને વિધુતક્ષેત્ર શૂન્ય હોય તો બંધ સપાટી વડે ઘેરાતો ચોખ્ખો (પરિણામી) વિધુતભાર શૂન્ય હોવાનું સૂચવે છે ?