GUJCET 2014 Physics Question Paper with Answer and Solution in Gujarati

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
વ્યવહારિક ટ્રાન્સફોર્મરમાં હિસ્ટરેસિસ લોસ,એડી કરંટ લોસ,કોપર લોસ અને ફ્લક્સ લીકેજ જેવા વિવિધ ઉર્જાના વ્યય થાય છે.
આ ઉર્જાના વ્યયને કારણે,આઉટપુટ પાવર હંમેશા ઇનપુટ પાવર કરતા ઓછો હોય છે.
તેથી,વ્યવહારિક ટ્રાન્સફોર્મરની કાર્યક્ષમતા હંમેશા એક $(1)$ કરતા ઓછી હોય છે.

(B) પરિણામી પ્રવાહ $I = 8 + 6 \sin \omega t$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$rms$ મૂલ્ય શોધવા માટે,આપણે પ્રથમ સરેરાશ વર્ગ મૂલ્ય $\langle I^2 \rangle$ ની ગણતરી કરીએ છીએ.
$\langle I^2 \rangle = \langle (8 + 6 \sin \omega t)^2 \rangle$
$\langle I^2 \rangle = \langle 64 + 96 \sin \omega t + 36 \sin^2 \omega t \rangle$
પૂર્ણ ચક્ર પર સરેરાશ મૂલ્યોના ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરતા: $\langle \sin \omega t \rangle = 0$ અને $\langle \sin^2 \omega t \rangle = \frac{1}{2}$.
$\langle I^2 \rangle = 64 + 96(0) + 36(\frac{1}{2})$
$\langle I^2 \rangle = 64 + 18 = 82 \ A^2$
$I_{rms} = \sqrt{\langle I^2 \rangle} = \sqrt{82} \approx 9.05 \ A$.

(B) બંને તાર સમાન પોટેન્શિયલ સ્ત્રોત સાથે સમાંતરમાં જોડાયેલા હોવાથી,દરેક તાર પરનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત સમાન રહે છે.
$V_1 = V_2 = 6 \ V$
ઓમના નિયમ $V = IR$ મુજબ,$I_1 R_1 = I_2 R_2$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{I_1}{I_2} = \frac{R_2}{R_1}$.
તારનો અવરોધ $R = \rho \frac{l}{A} = \rho \frac{l}{\pi r^2}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
દ્રવ્ય સમાન હોવાથી,બંને તાર માટે અવરોધકતા $\rho$ સમાન રહેશે.
તેથી,$\frac{R_2}{R_1} = \frac{\rho \frac{l_2}{\pi r_2^2}}{\rho \frac{l_1}{\pi r_1^2}} = \frac{l_2}{l_1} \times \left(\frac{r_1}{r_2}\right)^2$.
આપેલ છે કે $\frac{l_1}{l_2} = \frac{3}{4}$ અને $\frac{r_1}{r_2} = \frac{3}{2}$.
આ કિંમતો મૂકતા: $\frac{I_1}{I_2} = \frac{4}{3} \times \left(\frac{3}{2}\right)^2 = \frac{4}{3} \times \frac{9}{4} = \frac{3}{1}$.
તેથી,ગુણોત્તર $I_1:I_2 = 3:1$ મળે છે.

(B) નારંગી રંગ માટેનો કલર કોડ $3$ છે.
ત્રણ નારંગી પટ્ટાઓ હોવાથી,પ્રથમ બે પટ્ટાઓ અંક $3$ અને $3$ દર્શાવે છે,અને ત્રીજો પટ્ટો ગુણક $10^3$ દર્શાવે છે.
ચોથો પટ્ટો ન હોવાથી,ટોલરન્સ (સહનશીલતા) $\pm 20\%$ ગણવામાં આવે છે.
અવરોધનું મૂલ્ય $R = (33 \times 10^3 \pm 20\%) \Omega = (33 \text{ k}\Omega \pm 20\%)$ છે.
મહત્તમ અવરોધનું મૂલ્ય નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$R_{\text{max}} = 33 \text{ k}\Omega + 33 \text{ k}\Omega \text{ ના } 20\%$
$R_{\text{max}} = 33000 + 0.20 \times 33000$
$R_{\text{max}} = 33000 + 6600 = 39600 \Omega$
$R_{\text{max}} = 39.6 \text{ k}\Omega$.

(A) તારની કુલ લંબાઈ $L = 2 \pi r = 2 \pi (2) = 4 \pi \ m$ છે.
તારનો કુલ અવરોધ $R_{total} = (\text{એકમ લંબાઈ દીઠ અવરોધ}) \times L = \frac{1}{\pi} \times 4 \pi = 4 \ \Omega$ છે.
$\angle AOB = 90^{\circ}$ હોવાથી,તાર બે ચાપમાં વહેંચાય છે: લઘુચાપ $AB$ અને ગુરુચાપ $AB$.
લઘુચાપની લંબાઈ $L_1 = \frac{90^{\circ}}{360^{\circ}} \times (2 \pi r) = \frac{1}{4} \times 4 \pi = \pi \ m$ છે.
લઘુચાપનો અવરોધ $R_1 = \frac{1}{\pi} \times \pi = 1 \ \Omega$ છે.
ગુરુચાપની લંબાઈ $L_2 = L - L_1 = 4 \pi - \pi = 3 \pi \ m$ છે.
ગુરુચાપનો અવરોધ $R_2 = \frac{1}{\pi} \times 3 \pi = 3 \ \Omega$ છે.
આ બંને અવરોધો $A$ અને $B$ બિંદુઓ વચ્ચે સમાંતર જોડાણમાં છે.
સમતુલ્ય અવરોધ $R_p$ માટે,$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{1} + \frac{1}{3} = \frac{4}{3} \ \Omega^{-1}$,તેથી $R_p = \frac{3}{4} \ \Omega$ મળે.
બેટરીમાંથી વહેતો પ્રવાહ $I = \frac{V}{R_p} = \frac{6}{3/4} = 6 \times \frac{4}{3} = 8 \ A$ થાય.

(A) અનંત લંબાઈના સીધા સમાન રીતે વિદ્યુતભારીત તારથી $r$ લંબ અંતરે વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ નું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$E = \frac{\lambda}{2 \pi \varepsilon_0 r} = \frac{2 k \lambda}{r}$
આપેલ છે:
$E = 3 \times 10^8 \ N C^{-1}$
$r = 2 \ cm = 2 \times 10^{-2} \ m$
$k = 9 \times 10^9 \ N m^2 C^{-2}$
રેખીય વિદ્યુતભાર ઘનતા $\lambda$ શોધવા માટે સૂત્રને ફરીથી ગોઠવતા:
$\lambda = \frac{E \cdot r}{2k}$
કિંમતો મૂકતા:
$\lambda = \frac{(3 \times 10^8) \times (2 \times 10^{-2})}{2 \times (9 \times 10^9)}$
$\lambda = \frac{6 \times 10^6}{18 \times 10^9}$
$\lambda = \frac{1}{3} \times 10^{-3} \ C/m$
$\lambda = 0.3333 \times 10^{-3} \ C/m = 333 \times 10^{-6} \ C/m$
$\lambda = 333 \ \mu C/m$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) ધારો કે $l = 10 \ cm = 0.1 \ m$ એ દોરીની લંબાઈ છે. દોરીઓ વચ્ચેનો ખૂણો $60^{\circ}$ છે,તેથી શિરોલંબ સાથેનો ખૂણો $\theta = 30^{\circ}$ થશે.
સંતુલન સ્થિતિમાં,દરેક ગોળા પર લાગતા બળો તણાવ $T$,ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $mg$,અને સ્થિત વિદ્યુત બળ $F_e = \frac{kq^2}{x^2}$ છે,જ્યાં $x$ એ ગોળાઓના કેન્દ્રો વચ્ચેનું અંતર છે.
ભૂમિતિ પરથી,$x = 2l \sin \theta = 2(0.1) \sin 30^{\circ} = 0.2 \times 0.5 = 0.1 \ m$.
બળોના ઘટકો લેતા:
$T \sin \theta = F_e$
$T \cos \theta = mg$
બંને સમીકરણોનો ભાગાકાર કરતા: $\tan \theta = \frac{F_e}{mg} = \frac{kq^2}{x^2 mg}$.
દળ $m$ માટે સૂત્ર: $m = \frac{kq^2}{x^2 g \tan \theta}$.
કિંમતો મૂકતા:
$m = \frac{(9 \times 10^9) \times (2 \times 10^{-6})^2}{(0.1)^2 \times 10 \times \tan 30^{\circ}}$
$m = \frac{9 \times 10^9 \times 4 \times 10^{-12}}{0.01 \times 10 \times (1/\sqrt{3})}$
$m = \frac{36 \times 10^{-3}}{0.1 \times (1/\sqrt{3})} = 36 \times 10^{-2} \times \sqrt{3} \approx 0.36 \times 1.732 = 0.6235 \ kg$.

(D) વિદ્યુતક્ષેત્રને કારણે કણ પર લાગતું બળ $F = qE$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કણ સ્થિર સ્થિતિમાંથી ગતિ શરૂ કરે છે અને બળની દિશામાં ગતિ કરે છે,તેથી $x$ અંતર કાપવા માટે વિદ્યુતક્ષેત્ર દ્વારા થયેલું કાર્ય $W = F \cdot x = (qE) \cdot x = qEx$ છે.
કાર્ય-ઊર્જા પ્રમેય મુજબ,કણ પર થયેલું કાર્ય તેની ગતિઊર્જામાં થતા ફેરફાર જેટલું હોય છે.
પ્રારંભિક ગતિઊર્જા $0$ હોવાથી,અંતિમ ગતિઊર્જા થયેલા કાર્ય જેટલી એટલે કે $qEx$ થશે.

(D) કોઈલમાં ઉત્પન્ન થતું પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ (emf) ફેરાડેના પ્રેરણના નિયમ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $|\varepsilon| = N \frac{|\Delta \phi|}{\Delta t}$.
અહીં,$N = 500$,$A = 0.15 \ m^2$,$B_1 = 0.2 \ T$,$B_2 = 1.0 \ T$,અને $\Delta t = 0.4 \ s$ છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્ર ક્ષેત્રફળને લંબ હોવાથી,ચુંબકીય ફ્લક્સ $\phi = BA$ થાય.
તેથી,$|\varepsilon| = N \frac{A(B_2 - B_1)}{\Delta t}$.
કિંમતો મૂકતા:
$|\varepsilon| = \frac{500 \times 0.15 \times (1.0 - 0.2)}{0.4}$.
$|\varepsilon| = \frac{500 \times 0.15 \times 0.8}{0.4}$.
$|\varepsilon| = 500 \times 0.15 \times 2 = 150 \ V$.

(B) બે સમાંતર વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તાર વચ્ચે લાગતું એકમ લંબાઈ દીઠ ચુંબકીય બળનું સૂત્ર: $F/L = \frac{\mu_{0} I_{1} I_{2}}{2 \pi d}$ છે.
$\mu_{0}$ ને સૂત્રનો કર્તા બનાવતા: $\mu_{0} = \frac{(F/L) \cdot 2 \pi d}{I_{1} I_{2}}$.
બળ $(F)$ નો $SI$ એકમ ન્યૂટન $(N)$,લંબાઈ $(L)$ નો મીટર $(m)$,અંતર $(d)$ નો મીટર $(m)$ અને વિદ્યુતપ્રવાહ $(I)$ નો એમ્પિયર $(A)$ છે.
એકમો મૂકતા: $\mu_{0} \text{ નો એકમ} = \frac{(N/m) \cdot m}{A \cdot A} = \frac{N}{A^{2}}$.
વૈકલ્પિક રીતે,$1 \text{ ટેસ્લા} = 1 \text{ N}/(A \cdot m)$ હોવાથી,આ એકમને $T \cdot m/A$ અથવા $Wb/(A \cdot m)$ તરીકે પણ દર્શાવી શકાય છે.

(A) આવૃત્તિના વધતા ક્રમમાં (અથવા તરંગલંબાઇના ઘટતા ક્રમમાં) વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટ નીચે મુજબ છે: રેડિયો તરંગો > માઇક્રોવેવ > ઇન્ફ્રારેડ > દ્રશ્ય પ્રકાશ > અલ્ટ્રાવાયોલેટ > એક્સ-રે > ગેમા કિરણો.
આપેલ છે:
$\lambda_{1}$ = ટૂંકા રેડિયો તરંગો
$\lambda_{2}$ = એક્સ-રે
$\lambda_{3}$ = અલ્ટ્રાવાયોલેટ તરંગો
વર્ણપટમાં તેમના સ્થાનની સરખામણી કરતા,તરંગલંબાઇનો ક્રમ: $\lambda_{1} > \lambda_{3} > \lambda_{2}$ મળે છે.
તેથી,સાચો ઉતરતો ક્રમ $\lambda_{1}, \lambda_{3}, \lambda_{2}$ છે.

(C) ભારિત ગોળાની વિદ્યુત સ્થિતિઊર્જા $U$ ની ગણતરી અનંત અંતરેથી નાના વિદ્યુતભારના ઘટકો $dq$ ને ગોળાની સપાટી પર લાવવા માટે કરેલા કાર્ય દ્વારા કરી શકાય છે.
વૈકલ્પિક રીતે,આપણે સરેરાશ સ્થિતિમાનની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ.
શરૂઆતમાં,જ્યારે ગોળા પર કોઈ વિદ્યુતભાર નથી,ત્યારે સ્થિતિમાન $V_1 = 0$ છે.
જ્યારે ગોળા પર કુલ વિદ્યુતભાર $Q$ હોય,ત્યારે સ્થિતિમાન $V_2 = \frac{k Q}{R}$ છે.
ચાર્જિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન સરેરાશ સ્થિતિમાન $V = \frac{V_1 + V_2}{2} = \frac{0 + \frac{k Q}{R}}{2} = \frac{k Q}{2 R}$ થાય છે.
કુલ સ્થિતિઊર્જા $U$ એ ગોળાને ચાર્જ કરવા માટે કરેલું કાર્ય છે,જે $U = \int_0^Q V(q) dq = \int_0^Q \frac{k q}{R} dq = \frac{k}{R} \left[ \frac{q^2}{2} \right]_0^Q = \frac{1}{2} \frac{k Q^2}{R}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.

(B) ધારો કે રીંગો પરનો વિદ્યુતભાર $Q_1 = 10 \text{ C}$ અને $Q_2 = 5 \text{ C}$ છે. કેન્દ્રો $O$ અને $O'$ વચ્ચેનું અંતર $R$ છે.
પ્રથમ રીંગના કેન્દ્ર $O$ પરનું સ્થિતિમાન તેના પોતાના વિદ્યુતભાર $Q_1$ અને બીજી રીંગ પરના વિદ્યુતભાર $Q_2$ ને કારણે છે:
$V_O = \frac{k Q_1}{R} + \frac{k Q_2}{\sqrt{R^2 + R^2}} = \frac{k Q_1}{R} + \frac{k Q_2}{\sqrt{2}R} = \frac{k}{R} \left( Q_1 + \frac{Q_2}{\sqrt{2}} \right)$
બીજી રીંગના કેન્દ્ર $O'$ પરનું સ્થિતિમાન તેના પોતાના વિદ્યુતભાર $Q_2$ અને પ્રથમ રીંગ પરના વિદ્યુતભાર $Q_1$ ને કારણે છે:
$V_{O'} = \frac{k Q_2}{R} + \frac{k Q_1}{\sqrt{R^2 + R^2}} = \frac{k Q_2}{R} + \frac{k Q_1}{\sqrt{2}R} = \frac{k}{R} \left( Q_2 + \frac{Q_1}{\sqrt{2}} \right)$
સ્થિતિમાનનો તફાવત $\Delta V = V_O - V_{O'}$ છે:
$\Delta V = \frac{k}{R} \left( Q_1 + \frac{Q_2}{\sqrt{2}} - Q_2 - \frac{Q_1}{\sqrt{2}} \right) = \frac{k}{R} \left( Q_1(1 - \frac{1}{\sqrt{2}}) - Q_2(1 - \frac{1}{\sqrt{2}}) \right)$
$\Delta V = \frac{k}{R} (Q_1 - Q_2) \left( 1 - \frac{1}{\sqrt{2}} \right)$
$Q_1 = 10 \text{ C}$,$Q_2 = 5 \text{ C}$,અને $k = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0}$ મૂકતા:
$W = q \Delta V = \frac{q}{4 \pi \varepsilon_0 R} (10 - 5) \left( 1 - \frac{1}{\sqrt{2}} \right) = \frac{5 q}{4 \pi \varepsilon_0 R} \left( 1 - \frac{1}{\sqrt{2}} \right) \text{ J}$.

(B) પૃથ્વીના ચુંબકીય વિષુવવૃત્ત પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ નું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$B = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{m}{R^3}$
જ્યાં $m$ એ ચુંબકીય ડાયપોલ મોમેન્ટ છે અને $R$ એ પૃથ્વીની ત્રિજ્યા છે.
આપેલ કિંમતો:
$B = 0.5 \times 10^{-4} \text{ T}$
$R = 6400 \text{ km} = 6.4 \times 10^6 \text{ m}$
$\frac{\mu_0}{4\pi} = 10^{-7} \text{ T m A}^{-1}$
આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$0.5 \times 10^{-4} = 10^{-7} \times \frac{m}{(6.4 \times 10^6)^3}$
$m = \frac{0.5 \times 10^{-4} \times (6.4 \times 10^6)^3}{10^{-7}}$
$m = 0.5 \times 10^3 \times (6.4)^3 \times 10^{18}$
$m = 0.5 \times 262.144 \times 10^{21}$
$m = 131.072 \times 10^{21} = 1.31 \times 10^{23} \text{ Am}^2$
આમ,પૃથ્વીની ચુંબકીય ડાયપોલ મોમેન્ટ $1.31 \times 10^{23} \text{ Am}^2$ છે.

(C) પેરામેગ્નેટિક પદાર્થ માટે ક્યુરીના નિયમ મુજબ,મેગ્નેટિક સસેપ્ટિબિલિટી $\chi_m$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે $\chi_m \propto \frac{1}{T}$.
આપેલ છે:
$\chi_{m_1} = 1.0 \times 10^{-5}$
$T_1 = 27^{\circ} C = 27 + 273 = 300 \ K$
$\chi_{m_2} = 1.5 \times 10^{-5}$
સંબંધ $\frac{\chi_{m_1}}{\chi_{m_2}} = \frac{T_2}{T_1}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{1.0 \times 10^{-5}}{1.5 \times 10^{-5}} = \frac{T_2}{300}$
$\frac{1}{1.5} = \frac{T_2}{300}$
$T_2 = \frac{300}{1.5} = 200 \ K$
સેલ્સિયસમાં ફેરવતા: $T_2(^{\circ} C) = 200 - 273 = -73^{\circ} C$.

(A) સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B$ માં ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણનો આવર્તકાળ $T$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $T = \frac{2 \pi m}{q B}$.
અહીં $2, \pi,$ અને $B$ અચળ હોવાથી,આવર્તકાળ એ દળ અને વિદ્યુતભારના ગુણોત્તરના સમપ્રમાણમાં છે: $T \propto \frac{m}{q}$.
$\alpha$-કણ માટે,દળ $m_{\alpha} = 4 m_p$ અને વિદ્યુતભાર $q_{\alpha} = 2 q_p$ છે,જ્યાં $m_p$ અને $q_p$ એ અનુક્રમે પ્રોટોનનું દળ અને વિદ્યુતભાર છે.
તેથી,આવર્તકાળનો ગુણોત્તર: $\frac{T_{\alpha}}{T_p} = \frac{m_{\alpha}}{q_{\alpha}} \times \frac{q_p}{m_p}$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{T_{\alpha}}{T_p} = \frac{4 m_p}{2 q_p} \times \frac{q_p}{m_p} = \frac{4}{2} = 2: 1$.

(D) $N$ આંટા અને $a$ ત્રિજ્યા ધરાવતી વર્તુળાકાર કોઈલ કે જેમાં $I$ પ્રવાહ વહે છે તેના કેન્દ્ર પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર $B = \frac{\mu_0 N I}{2a}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રવાહો પરસ્પર વિરુદ્ધ દિશામાં હોવાથી,કેન્દ્ર પરનું કુલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બે રીંગો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ક્ષેત્રોનો તફાવત છે: $B = |B_1 - B_2|$.
આપેલ છે: $N = 25$,$I_1 = 0.1 \text{ A}$,$a_1 = 0.5 \text{ m}$,$I_2 = 0.2 \text{ A}$,$a_2 = 2.0 \text{ m}$.
કિંમતો મૂકતા:
$B = \frac{\mu_0 N}{2} \left| \frac{I_1}{a_1} - \frac{I_2}{a_2} \right|$
$B = \frac{\mu_0 \times 25}{2} \left| \frac{0.1}{0.5} - \frac{0.2}{2.0} \right|$
$B = \frac{25 \mu_0}{2} \left| 0.2 - 0.1 \right|$
$B = \frac{25 \mu_0}{2} \times 0.1 = \frac{2.5 \mu_0}{2} = \frac{5}{4} \mu_0 \text{ T}$.

(A) સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિ કરતા વિદ્યુતભારિત કણનો આવર્તકાળ $T$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $T = \frac{2 \pi m}{q B}$.
આ સૂત્ર પરથી જોઈ શકાય છે કે $T \propto \frac{m}{q}$.
$\alpha$-કણ માટે,દળ $m_\alpha = 4 m_p$ અને વિદ્યુતભાર $q_\alpha = 2 q_p$ છે,જ્યાં $m_p$ અને $q_p$ એ અનુક્રમે પ્રોટોનનું દળ અને વિદ્યુતભાર છે.
હવે,આવર્તકાળનો ગુણોત્તર ગણતા:
$\frac{T_\alpha}{T_p} = \frac{m_\alpha}{q_\alpha} \times \frac{q_p}{m_p}$
કિંમતો મૂકતા:
$\frac{T_\alpha}{T_p} = \frac{4 m_p}{2 q_p} \times \frac{q_p}{m_p} = \frac{4}{2} = \frac{2}{1}$.
તેથી,ગુણોત્તર $2: 1$ છે.

(B) ગેલ્વેનોમીટરને વોલ્ટમીટરમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે,ગેલ્વેનોમીટરની કોઈલ સાથે શ્રેણીમાં ઉચ્ચ અવરોધ (મલ્ટિપ્લાયર) જોડવો આવશ્યક છે.
આ એટલા માટે કરવામાં આવે છે જેથી વોલ્ટમીટર સર્કિટમાંથી નહિવત પ્રવાહ ખેંચે,જેનાથી માપવાના બિંદુઓ વચ્ચેનો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત જળવાઈ રહે.
ઉપકરણનો કુલ અવરોધ વધારીને,ગેલ્વેનોમીટરમાંથી વહેતા પ્રવાહને મર્યાદિત કરવામાં આવે છે,જે તેને નુકસાનથી બચાવે છે અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ માપવાની ક્ષમતા આપે છે.

(C) ${ }_{8}^{17}O$ માંથી એક ન્યુટ્રોન દૂર કરવાની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: ${ }_{8}^{17}O \rightarrow { }_{8}^{16}O + { }_{0}^{1}n$.
જરૂરી ઉર્જા શોધવા માટે,આપણે નીપજો અને પ્રક્રિયકની કુલ બંધન ઉર્જા વચ્ચેનો તફાવત ગણીએ છીએ.
${ }_{8}^{17}O$ ની કુલ બંધન ઉર્જા = $17 \times 7.75 \text{ MeV} = 131.75 \text{ MeV}$.
${ }_{8}^{16}O$ ની કુલ બંધન ઉર્જા = $16 \times 7.97 \text{ MeV} = 127.52 \text{ MeV}$.
ન્યુટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા એ કુલ બંધન ઉર્જાનો તફાવત છે:
$E = 131.75 \text{ MeV} - 127.52 \text{ MeV} = 4.23 \text{ MeV}$.

(B) વિદ્યુત ક્ષેત્રની તીવ્રતા $E$ એ સૂત્ર $E = \frac{V}{d}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $V$ એ પોટેન્શિયલ તફાવત છે અને $d$ એ ડેપ્લેશન રિજનની પહોળાઈ છે.
આપેલ છે: $V = 3 \ V$ અને $d = 300 \ \mathring{A} = 300 \times 10^{-8} \ cm$.
કિંમતો મૂકતા:
$E = \frac{3}{300 \times 10^{-8}} \ V/cm$
$E = \frac{3}{3 \times 10^{-6}} \ V/cm$
$E = 10^{6} \ V/cm$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.