$5 \times 10^{-8} \;C$ અને $-3 \times 10^{-8}\; C$ ના બે વિદ્યુતભારો એકબીજાથી $16 \,cm$ અંતરે રહેલા છે. આ બે વિદ્યુતભારોને જોડતી રેખા પરના કયા બિંદુ(ઓ)એ વિદ્યુતસ્થિતિમાન શૂન્ય છે? અનંત અંતરે સ્થિતિમાન શૂન્ય લો.

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

There are two charges,

$q_{1}=5 \times 10^{-8} \,C$

$q_{2}=-3 \times 10^{-8} \,C$

Distance between the two charges, $d =16 \,cm =0.16 \,m$

Consider a point $P$ on the line joining the two charges, as shown in the given figure.

$r=$ Distance of point $P$ from charge $q_{1}$ Let the electric potential $(V)$ at point $P$ be zero. Potential at point $P$ is the sum of potentials caused by charges $q_{1}$ and $q_{2}$ respectively.

Where, $\therefore V=\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{1}}{r}+\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{2}}{(d-r)} \dots(i)$

$\varepsilon_{0}=$ Permittivity of free space For $V =0,$ equation $(i)$ reduces to $0=\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{1}}{r}+\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{2}}{(d-r)}$

$\Rightarrow \frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{1}}{r}=-\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{2}}{(d-r)}$

$\Rightarrow \frac{q_{1}}{r}=-\frac{q_{2}}{(d-r)}$

$\Rightarrow \frac{5 \times 10^{-8}}{r}=-\frac{\left(-3 \times 10^{-8}\right)}{(0.16-r)}$

$\Rightarrow 5(0.16-r)=3 r$

$\Rightarrow 0.8=8 r \Rightarrow r=0.1 \,m =10 \,cm$

Therefore, the potential is zero at a distance of $10 \;cm$ from the positive charge between the charges. Suppose point $P$ is outside the system of two charges at a distance s from the negative charge, where potential is zero, as shown in the following figure.

For this arrangement, potential is given by,

Where, $V=\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{1}}{s}+\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{2}}{(s-d)} \ldots (ii)$

$\varepsilon_{0}=$ Permittivity of free space For $V=0,$ equation (ii) reduces to $0=\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{1}}{s}+\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{2}}{(s-d)}$

$\Rightarrow \frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{1}}{s}=-\frac{1}{4 \pi \varepsilon_{0}} \cdot \frac{q_{2}}{(s-d)}$

$\Rightarrow \frac{q_{1}}{s}=-\frac{q_{2}}{(s-d)}$

$\Rightarrow \frac{5 \times 10^{-8}}{s}=-\frac{\left(-3 \times 10^{-8}\right)}{(s-0.16)}$

$\Rightarrow 5(s-0.16)=3 \,s$

$\Rightarrow 0.8=2 \,s \Rightarrow s=0.4 \,m =40\, cm$

Therefore, the potential is zero at a distance of $40 \,cm$ from the positive charge outside the system of charges.

898-s11

Similar Questions

$X$-અક્ષ પર વિદ્યુતભાર $Q$ અનુક્રમે $x = 1, 2, 4, 8…meter$ પર મૂકેલા છે,તો $x = 0$ પર વિદ્યુતક્ષેત્ર અને વિદ્યુતસ્થિતિમાન કેટલું થાય?

$1$ જેટલો ડાઈઈલેક્ટ્રીક અચળાંક ધરાવતા અવાહકથી બનેલો સાધન ગોળો નિયમિત રીતે ચાર્જ કરવામાં આવ્યો છે. જો અનંત અંતરે સ્થિતિમાન શૂન્ય છે તેમ ધારી લઈએ તો તેની સપાટીએ $V$ સ્થિતિમાન શૂન્ય લઈએ તો તેના કેન્દ્ર પર કેટલો સ્થિતિમાન મળશે?

$Q$ વિજભાર ધારવતો વાહક ગોળો વિજભાર રહિત પોલા ગોળા વડે ઘેરાયેલો છે.વાહક ગોળા અને પોલા ગોળાની સપાટી વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત $V$ છે.હવે જો પોલા ગોળાને $-4\, Q$ જેટલો વિજભાર આપવામાં આવે તો અ બંને સપાટી વચ્ચેનો નવો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત કેટલા........$V$  થાય?

  • [JEE MAIN 2019]

$64$ એકસમાન ટીપાઓને $10\,mV$ સ્થિતિમાન સુધી વીજભારિત કરીને તેમનું એક મોટા ટીપામાં સંયોજન કરવામાં આવે છે. મોટા ટીપાનું સ્થિતિમાન $...........\,mV$ થશે.

  • [JEE MAIN 2023]

નિયમિત ષટ્કોષનાં શિરોબિંદુઓ પર બિંદુુવત્ વિદ્યુતભારને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ રાખેલ છે. $O$ ઉગમબિંદુએ $E$ વિદ્યુતક્ષેત્ર દર્શાવતું હોય અને $V$ વિદ્યુત સ્થિતિમાન દર્શાવે છે, તો