એક વિદ્યુતભારિત કણ એવા વિસ્તારમાં અચળ વેગથી ગતિ કરે છે જ્યાં ગુરુત્વાકર્ષણની કોઈ અસર નથી,પરંતુ સ્થિત વિદ્યુતક્ષેત્ર $\vec{E}$ અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B}$ હાજર હોઈ શકે છે. તો નીચેનામાંથી કયા કિસ્સાઓ શક્ય છે?

$\frac{B^2}{2\mu_0}$ નું પારિમાણિક સૂત્ર પસંદ કરો.

આકૃતિમાં $a$ ત્રિજ્યાનું એક વર્તુળાકાર લૂપ અને બે લાંબા સમાંતર તાર (ક્રમ $1$ અને $2$) દર્શાવેલ છે,જે બધા કાગળના સમતલમાં છે. લૂપના કેન્દ્રથી દરેક તારનું અંતર $d$ છે. લૂપ અને તારમાંથી સમાન પ્રવાહ $I$ વહે છે. ઉપરથી જોતા લૂપમાં પ્રવાહ વિષમઘડી દિશામાં છે.
$1.$ જ્યારે $d \approx a$ હોય પરંતુ તાર લૂપને સ્પર્શતા ન હોય,ત્યારે લૂપની અક્ષ પર લૂપની ઉપર $h$ ઊંચાઈએ કુલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર શૂન્ય જણાય છે. આ કિસ્સામાં
$(A)$ તાર $1$ અને તાર $2$ માં પ્રવાહ અનુક્રમે $PQ$ અને $RS$ દિશામાં છે અને $h \approx a$
$(B)$ તાર $1$ અને તાર $2$ માં પ્રવાહ અનુક્રમે $PQ$ અને $SR$ દિશામાં છે અને $h \approx a$
$(C)$ તાર $1$ અને તાર $2$ માં પ્રવાહ અનુક્રમે $PQ$ અને $SR$ દિશામાં છે અને $h \approx 1.2 a$
$(D)$ તાર $1$ અને તાર $2$ માં પ્રવાહ અનુક્રમે $PQ$ અને $RS$ દિશામાં છે અને $h \approx 1.2 a$
$2.$ ધારો કે $d \gg a$ છે,અને લૂપને આકૃતિમાં દર્શાવેલ સ્થિતિમાંથી તારને સમાંતર તેના વ્યાસની આસપાસ $30^{\circ}$ જેટલું ફેરવવામાં આવે છે. જો તારમાં પ્રવાહ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય,તો લૂપ પર લાગતું ટોર્ક કેટલું હશે? (ધારો કે તારને કારણે મળતું કુલ ક્ષેત્ર લૂપ પર અચળ છે)
$(A)$ $\frac{\mu_0 I^2 a^2}{d}$ $(B)$ $\frac{\mu_0 I^2 a^2}{2 d}$ $(C)$ $\frac{\sqrt{3} \mu_0 I^2 a^2}{d}$ $(D)$ $\frac{\sqrt{3} \mu_0 I^2 a^2}{2 d}$
પ્રશ્ન $1$ અને $2$ માટે જવાબ આપો.

બે ખૂબ લાંબા સીધા સમાંતર તાર,જે $y-$અક્ષને સમાંતર છે,તેમાં અનુક્રમે $+y$ દિશામાં અને $-y$ દિશામાં $4I$ અને $I$ જેટલો વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે. આ તાર $x-$અક્ષ પરના બિંદુઓ $(d, 0, 0)$ અને $(-d, 0, 0)$ માંથી પસાર થાય છે. જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ $x=-d$ થી $x=+d$ સુધી $x-$અક્ષ પર ગતિ કરે ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રના $z-$ઘટકનો આલેખ નીચેનામાંથી કયો શ્રેષ્ઠ રીતે દર્શાવે છે?

છ બિંદુવત વિદ્યુતભારો,દરેકનું મૂલ્ય $q$ છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ અલગ-અલગ રીતે ગોઠવેલા છે. દરેક કિસ્સામાં,એક બિંદુ $M$ અને $M$ માંથી પસાર થતી રેખા $PQ$ દર્શાવેલ છે. ધારો કે $E$ એ વિદ્યુતક્ષેત્ર છે અને $V$ એ $M$ પાસેનું વિદ્યુતસ્થિતિમાન છે (અનંત અંતરે સ્થિતિમાન શૂન્ય છે). હવે,આખી સિસ્ટમને રેખા $PQ$ ની આસપાસ અચળ કોણીય વેગથી પરિભ્રમણ કરાવવામાં આવે છે. ધારો કે $B$ એ $M$ પાસેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે અને $\mu$ એ આ સ્થિતિમાં સિસ્ટમની ચુંબકીય મોમેન્ટ છે. દરેક પરિભ્રમણ કરતા વિદ્યુતભારને સ્થાયી પ્રવાહ સમાન ગણો. સ્તંભ $I$ ની શરતોને સ્તંભ $II$ ના ગોઠવણો સાથે જોડો.

સ્તંભ $I$	સ્તંભ $II$
$(A)$ $E=0$	$(p)$ નિયમિત ષટ્કોણના ખૂણાઓ પર વિદ્યુતભારો. $M$ કેન્દ્ર છે. $PQ$ સમતલને લંબ છે.
$(B)$ $V \neq 0$	$(q)$ $PQ$ ને લંબ રેખા પર સમાન અંતરે વિદ્યુતભારો. $M$ મધ્યબિંદુ છે.
$(C)$ $B=0$	$(r)$ બે સમતલીય કેન્દ્રીય રીંગ પર વિદ્યુતભારો. $M$ સામાન્ય કેન્દ્ર છે. $PQ$ સમતલને લંબ છે.
$(D)$ $\mu \neq 0$	$(s)$ લંબચોરસના ખૂણાઓ અને મધ્યબિંદુઓ પર વિદ્યુતભારો. $M$ કેન્દ્ર છે. $PQ$ લાંબી બાજુઓને સમાંતર છે.
	$(t)$ બે સમતલીય,સમાન રીંગ પર વિદ્યુતભારો. $M$ કેન્દ્રો વચ્ચેનું મધ્યબિંદુ છે. $PQ$ કેન્દ્રોને જોડતી રેખાને લંબ છે.

પ્રવાહ ધરાવતો એક બંધ લૂપ $PQRS$ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. જો વિભાગો $PS, SR$ અને $RQ$ પરના ચુંબકીય બળો અનુક્રમે $F_1, F_2$ અને $F_3$ હોય અને તે કાગળના સમતલમાં અને દર્શાવેલ દિશાઓમાં હોય,તો વિભાગ $QP$ પરનું બળ કેટલું હશે?