આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $m$ દળ અને અવગણ્ય અવરોધ ધરાવતો એક વાહક તાર $XY$ બે સમાંતર વાહક તાર પર સરળતાથી સરકે છે. બંધ પરિપથમાં $AC$ ને કારણે $R$ જેટલો અવરોધ છે. $AB$ અને $CD$ આદર્શ વાહકો છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર $\vec{B} = B(t) \hat{k}$ છે.
$(i)$ તાર $XY$ ના પ્રવેગ માટેનું સમીકરણ લખો.
$(ii)$ જો $\vec{B}$ સમય પર આધારિત ન હોય,તો $v(0) = u_0$ ધારીને $v(t)$ મેળવો.
$(iii)$ $(ii)$ માટે,દર્શાવો કે $XY$ ની ગતિઊર્જામાં થતો ઘટાડો એ $R$ માં વ્યય થતી ઉષ્મા જેટલો છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે બે સમાંતર તાર $y=0$ અને $y=l$ પર છે. ધારો કે $t=0$ સમયે તાર $XY$ એ $x=0$ પર છે અને $t$ સમયે તે $x$ સ્થાન પર છે.
$(i)$ બંધ લૂપ સાથે સંકળાયેલ ચુંબકીય ફ્લક્સ $\phi = \vec{B} \cdot \vec{A} = B(t) l x$ છે.
પ્રેરિત $emf$ $\varepsilon = -\frac{d\phi}{dt} = -\frac{d}{dt}[B(t) l x] = -l [B(t) \frac{dx}{dt} + x \frac{dB(t)}{dt}] = -l B(t) v - lx \frac{dB(t)}{dt}$.
તાર પર લાગતું ચુંબકીય બળ $F = IlB(t) = \frac{\varepsilon}{R} l B(t) = -\frac{l^2 B(t)}{R} [v B(t) + x \frac{dB(t)}{dt}]$.
$F = ma$ હોવાથી,પ્રવેગ $a = -\frac{l^2 B(t)}{mR} [v B(t) + x \frac{dB(t)}{dt}]$.
$(ii)$ જો $B$ અચળ હોય,તો $\frac{dB}{dt} = 0$,તેથી $a = -\frac{l^2 B^2}{mR} v$.
$\frac{dv}{dt} = -\frac{l^2 B^2}{mR} v \implies \int_{u_0}^{v} \frac{dv}{v} = -\int_{0}^{t} \frac{l^2 B^2}{mR} dt$.
$\ln(\frac{v}{u_0}) = -\frac{l^2 B^2}{mR} t \implies v(t) = u_0 e^{-\frac{l^2 B^2}{mR} t}$.
$(iii)$ ગતિઊર્જામાં ઘટાડો $\Delta K = \frac{1}{2} m u_0^2 - \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} m u_0^2 (1 - e^{-\frac{2l^2 B^2}{mR} t})$.
વ્યય થતી ઉષ્મા $H = \int_0^t I^2 R dt = \int_0^t (\frac{Blv}{R})^2 R dt = \frac{B^2 l^2}{R} \int_0^t u_0^2 e^{-\frac{2l^2 B^2}{mR} t} dt$.
$H = \frac{B^2 l^2 u_0^2}{R} [\frac{e^{-\frac{2l^2 B^2}{mR} t}}{-\frac{2l^2 B^2}{mR}}]_0^t = \frac{1}{2} m u_0^2 (1 - e^{-\frac{2l^2 B^2}{mR} t})$.
આમ,$\Delta K = H$.

Explore More

Similar Questions

$60 \ cm$ લંબાઈનો એક સળિયો તેના લંબ દ્વિભાજકને અનુલક્ષીને $0.5 \ T$ ના સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં $20 \ rad \ s^{-1}$ ની સમાન કોણીય ઝડપથી ફરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા ભ્રમણની ધરીને સમાંતર છે. સળિયાના બે છેડાઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત . . . . . . $V$ છે.

$l = 1\,m$ લંબાઈનો એક વાહક સળિયો $AB$,$v = 4\,m/s$ ના વેગથી ગતિ કરે છે. વેગ સદિશ સળિયાની લંબાઈ સાથે $30^o$ નો ખૂણો બનાવે છે. ગતિના સમતલને લંબ દિશામાં $B = 2\,T$ નું સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તો:

એક લંબચોરસ,એક ચોરસ,એક વર્તુળાકાર અને એક લંબગોળ લૂપ,જે બધા $(x-y)$ સમતલમાં છે,તે એક સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાંથી અચળ વેગ $\vec{V} = v\hat{i}$ સાથે બહાર નીકળી રહ્યા છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઋણ $z$-અક્ષની દિશામાં છે. આ લૂપ્સના ક્ષેત્રમાંથી બહાર નીકળતી વખતે,પ્રેરિત emf કોના માટે અચળ રહેશે નહીં?

આકૃતિ $(i)$ એક વાહક લૂપને $v$ ઝડપથી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાંથી બહાર ખેંચતા દર્શાવે છે. આકૃતિ $(ii)$ માં દર્શાવેલ ચાર આલેખમાંથી કયો આલેખ ખેંચનાર એજન્ટ દ્વારા આપવામાં આવતી પાવરને ઝડપ $v$ ના વિધેય તરીકે રજૂ કરે છે?

એક પ્રવાહધારિત વર્તુળાકાર લૂપ $10^{-4} \, T$ ના ચુંબકીય ક્ષેત્રને લંબ છે. જો લૂપની ત્રિજ્યા $2 \, mm/s$ ના સમાન દરે ઘટવાનું શરૂ કરે, તો જ્યારે તેની ત્રિજ્યા $20 \, cm$ હોય ત્યારે લૂપમાં પ્રેરિત emf કેટલું હશે ($\pi \, \mu V$ માં)?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo