ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોનનો બીમ એકબીજાને સમાંતર એક જ દિશામાં ગતિ કરે છે. તો તેઓ:

$\frac{1}{2} \mu_0 H^2$ (જ્યાં $\mu_0$ એ શૂન્યાવકાશની પરમિયેબિલિટી છે અને $H$ એ ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા છે) નું પારિમાણિક સૂત્ર શું છે?

બે લાંબા વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત પાતળા તાર,બંનેમાં વિદ્યુતપ્રવાહ $I$ વહે છે,તેમને $L$ લંબાઈના અવાહક દોરાઓ વડે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ સંતુલનમાં રાખવામાં આવ્યા છે,જ્યાં દોરાઓ શિરોલંબ સાથે $\theta$ ખૂણો બનાવે છે. જો તારની એકમ લંબાઈ દીઠ દળ $\lambda$ હોય,તો વિદ્યુતપ્રવાહ $I$ નું મૂલ્ય શોધો ($g =$ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ).

$10 \ eV$ ઊર્જા ધરાવતો એક $\alpha$ કણ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્તુળાકાર માર્ગે ગતિ કરે છે. સમાન માર્ગ અને સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતા પ્રોટોનની ઊર્જા કેટલી હશે ($eV$ માં)? [$\alpha$ કણનું દળ $= 4 \times$ પ્રોટોનનું દળ]

બે વર્તુળાકાર ગૂંચળા $X$ અને $Y$,જે સમાન આંટા ધરાવે છે,સમાન વિદ્યુતપ્રવાહ સમાન દિશામાં વહેવડાવે છે અને બિંદુ $O$ પર સમાન ઘનકોણ આંતરે છે. જો નાનું ગૂંચળું $X$ એ $O$ અને $Y$ ની વચ્ચે હોય,તો જો આપણે મોટા ગૂંચળા $Y$ ને કારણે $O$ પર ચુંબકીય પ્રેરણને $B_Y$ અને નાના ગૂંચળા $X$ ને કારણે $O$ પર ચુંબકીય પ્રેરણને $B_X$ તરીકે દર્શાવીએ,તો:

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.