10th class NCERT/CBSE Science chapter-13-पाठगत प्रश्नों के हल || Magnetic Effects of Electric Current

अध्याय-13
विद्युत धारा के चुंबकीय प्रभाव

प्रश्न-1. चुंबक के निकट लाने पर दिक्सूचक की सुई विक्षेपित क्यों हो जाती है ।
उत्तर- वास्तव में दिक्सूचक की सुई एक छोटी छड़ चुंबक होती है । इसलिए चुंबक के समीप के समीप लाए जाने पर ,चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के कारण दिक्सूचक सुई पर एक बलयुग्म कार्य करने लगता है ,जो सुई को विक्षेपित कर देता है ।

प्रश्न-2. किसी छड़ चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ खींचिए ।
उत्तर- छड़ चुंबक के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ खींचिए –

प्रश्न-3. चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के गुणों की सूची बनाइए ।
अथवा
चुंबकीय क्षेत्र के किन्हीं दो गुणधर्मों का उल्लेख कीजिए ।
उत्तर- चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के गुणों की सूची निम्न हैं –
1. चुंबक के बाहर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा उत्तरी ध्रुव से दक्षिणी ध्रुव की ओर होती है ।
2. चुंबक के भीतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव की ओर होती है ।
3. ये सदैव बंद वक्र बनाती है अर्थात् ये वक्राकार होती है ।
4. ये परस्पर एक दूसरे को कभी नहीं काटती है ।
5. जहाँ चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं अपेक्षाकृत अधिक निकट होती है ,वहाँ चुंबकीय क्षेत्र अधिक प्रबल होता है ।
6. जहाँ चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं अपेक्षाकृत दूर-दूर होती है ,वहाँ चुंबकीय क्षेत्र दुर्बल होता है ।

प्रश्न-3. दो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ एक-दूसरे को प्रतिच्छेद क्यों नहीं करती है ।
अथवा
चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ परस्पर क्यों काटती है ।
उत्तर- दो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ कहीं भी एक-दूसरे को प्रतिच्छेद नहीं करती । यदि वे ऐसा करे तो इसका अर्थ होगा कि प्रतिच्छेद बिन्दू पर दिक्सूचक को रखने पर उसकी सुई दो दिशाओं की ओर संकेत करेगी जो संभव नहीं हो सकता ।

प्रश्न-4. मेज के तल में पड़े तार के वृताकार पाश पर विचार कीजिए । मान लीजिए इस पाश में दक्षिणावर्त विद्युत धारा प्रवाहित हो रही है । दक्षिण-हस्त अंगुष्ठ नियम को लागू करके पाश के भीतर तथा बाहर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा ज्ञात कीजिए ।

उत्तर-

यदि दाहिने हाथ की अंगुलियाँ तार के ऊपर इस प्रकार लपेटी जाएँ कि अंगुठा तार में प्रवाहित धारा की दिशा में हो, तब अंगुलियों के मुड़ने की दिशा चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को प्रदर्शित करेगी । अतः पाश के अन्दर चुंबकीय क्षेत्र मेज के तल के लंबवत तथा उर्ध्वाधरतः नीचे की दिशा में है जबकि पाश के बाहर चुंबकीय क्षेत्र मेज के लंबवत् तथा ऊर्ध्वाधरतः ऊपर की ओर क्रियाशील होगा ।

प्रश्न-5. किसी दिए गए क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र एकसमान है । इसे निरूपित करने के लिए आरेख खींचिए ।
उत्तर-

परिनलिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ समान्तर सरल रेखाओं की भाँति होती है । यह निर्दिष्ट करता है कि किसी परिनलिका के भीतर सभी बिन्दूओं पर चुंबकीय क्षेत्र समान होता है । अर्थात् परिनलिका के भीतर एकसमान चुंबकीय क्षेत्र होता है ।

प्रश्न-6. सही विकल्प चुनिए –
किसी विद्युत धारावाही सीधी लंबी परिनलिका के भीतर चुंबकीय क्षेत्र-
a) शून्य होता है ।
b) इसके सिरे की ओर जाने पर घटता है ।
c) इसके सिरे की ओर जाने पर बढ़ता है ।
d) सभी बिन्दूओं पर समान होता है ।
उत्तर- d) सभी बिन्दूओं पर समान होता है ।

प्रश्न-7. किसी प्रोटॉन का निम्नलिखित में से कौन-सा गुण किसी चुंबकीय क्षेत्र में मुक्त गति करते समय परिवर्तित हो जाता है । (यहाँ एक से अधिक सही उत्तर हो सकते है)
(a) द्रव्यमान (b) चाल (c) वेग (d) संवेग
उत्तर- (c) वेग तथा (d) संवेग । प्रोटीन जब चुंबकीय क्षेत्र में गति करता है तब इस पर एक बल क्रिया करता है । अतः इसका वेग तथा संवेग दोनों परिवर्तित होते है ।

प्रश्न-8. पाठ्यपुस्तक के क्रियाकलाप 13.7 में हमारे विचार से छड़ AB का विस्थापन किस प्रकार प्रभावित होगा यदि (i) छड़ AB में प्रवाहित विद्युत धारा में वृद्धि हो जाए । (ii) अधिक प्रबल नाल चुंबक प्रयोग किया जाए और (iii) छड़ AB की लंबाई में वृद्धि कर दी जाए ।
उत्तर- हम जानते हैं कि L लंबाई के चालक में जिससे होकर धारा प्रवाहित हो रही हो तथा चुंबकीय क्षेत्र B में लंबवत् दिशा में रखा गया हो , पर क्रियाशील बल होगा-
F = BIL
इसलिए
i. छड़ का विस्थापन बढ़ जाएगा क्योंकि इस पर कार्यरत बल प्रवाहित विद्युत धारा के अनुक्रमानुपाती (F ∝ I) होता है ।
ii. छड़ का विस्थापन बढ़ जाएगा क्योंकि इस पर कार्यरत बल चुंबकीय क्षेत्र के अनुक्रमानुपाती (F ∝ B) होता है ।
iii. छड़ का विस्थापन बढ़ जाएगा क्योंकि इस पर कार्यरत बल छड़ की लंबाई के अनुक्रमानुपाती (F ∝ L) होता है ।

प्रश्न-9. पश्चिम की ओर प्रक्षेपित कोई धनावेशित कण (अल्फा कण) किसी चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्तर की ओर विक्षेपित हो जाता है । चुंबकीय क्षेत्र की दिशा क्या है ।
(a) दक्षिण की ओर (b) पूर्व की ओर (c) अधोमुखी (d) उपरिमुखी
उत्तर- (d) उपरिमुखी

प्रश्न-10. फ्लेमिंग का वामहस्त नियम लिखिए ।
उत्तर- फ्लेमिंग का वामहस्त – इस नियम के अनुसार –
1. बाएँ हाथ की तर्जनी, मध्यमा व अंगुठे को इस प्रकार फेलाते हैं कि तीनों परस्पर लंबवत रहे ।
2. अंगुठा चुंबकीय बल को , तर्जनी चुंबकीय क्षेत्र व मध्यमा विद्युत धारा की दिशा को दर्शाते है ।
इस ही वाम हस्त का नियम कहते है ।

प्रश्न-11. विद्युत मोटर का क्या सिद्धांत है ।
उत्तर- विद्युत मोटर का सिद्धांत – जब किसी कुंडली को चुंबकीय चुंबकीय क्षेत्र में रखकर उसमें धारा प्रवाहित की जाती है, तो कुंडली पर एक बल युग्म कार्य करने लगता है ,जो कुंडली को उसके अक्ष पर घुमाने का कार्य करता है । यही विद्युत मोटर का सिद्धांत है ।

प्रश्न-12. विद्युत मोटर में विभक्त वलय (split ring) की क्या भूमिका है ।
उत्तर- विभक्त वलय पीतल का एक छल्ला होता है जो दो बराबर भागों में विभाजित होता है । विभक्त वलय का कार्य कुण्डली में प्रवाहित धारा की दिशा को बदलना है । कुण्डली जब आधा चक्कर पूरा कर लेती है तब विभक्त वलयों का ब्रशों से संपर्क समाप्त हो जाता है और विपरीत ब्रशों से सम्पर्क जुड़ जाता है । इससे कुण्डली में धारा की दिशा सदैव इस प्रकार बनी रहती है कि कुण्डली एक ही दिशा में घूमती रहे ।

प्रश्न-13. किसी कुंडली में विद्युत धारा प्रेरित करने के विभिन्न ढ़ंग स्पष्ट कीजिए ।
उत्तर- निम्नलिखित ढ़ंग से किसी कुंडली में विद्युत धारा उत्पन्न की जा सकती है –
i. छड़ चुंबक को कुण्डली के निकट तथा दूर ले जाने पर ।
ii. दो कुंडलियों में से किसी एक में धारा के मान को परिवर्तित करके ।
iii. चुंबक को स्थिर रखकर कुण्डली को चुंबक के समीप या उससे दूर ले जाकर कुण्डली में धारा प्रेरित की जा सकती है ।
iv. कुण्डली को किसी चुंबकीय क्षेत्र में घुमाकर उसमें धारा प्रेरित की जा सकती है ।

प्रश्न-14. विद्युत जनित्र का सिद्धांत लिखिए ।
उत्तर- विद्युत चुंबकीय प्रेरण पर आधारित विद्युत जनित्र का मूल सिद्धांत है कि – ” जब किसी कुण्डली को चुंबकीय क्षेत्र में घुमाया जाता है तो कुण्डली में से गुजरने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं में परिवर्तन होता है ,जिसके कारण कुण्डली में प्रेरित धारा उत्पन्न हो जाती है । “

प्रश्न-15. दिष्ट धारा के कुछ स्रोतों के नाम लिखिए
अथवा
दिष्ट धारा के एक स्रोत का नाम लिखिए ।
उत्तर- दिष्ट धारा के कुछ मुख्य स्रोत है –
i. शुष्क सेल
ii. स्टोरेज सेल
iii. बैट्री या विद्युत सेल
iv. डी.सी. जनित्र (डायनेमो)

प्रश्न-16. प्रत्यावर्ती विद्युत धारा उत्पन्न करने वाले स्रोतों के नाम लिखिए ।
उत्तर- प्रत्यावर्ती विद्युत धारा के स्रोतों के नाम हैं-
1. A.C. जनरेटर (जनित्र)
2. जल विद्युत धारा

प्रश्न-17. सही विकल्प का चयन कीजिए ।
ताँबे के तार की एक आयताकार कुंडली किसी चुंबकीय क्षेत्र में घूर्णी गति कर रही है । इस कुंडली में प्रेरित विद्युत धारा की दिशा में कितने परिभ्रमण के पश्चात् परिवर्तन होता है ।
(a) दो (b) एक (c) आधे (d) चौथाई
उत्तर- (c) आधे

प्रश्न-18. विद्युत परिपथों तथा साधित्रों में सामान्यतः उपयोग होने वाले दो सुरक्षा उपायों के नाम लिखिए ।
अथवा
विद्युत परिपथ में सामान्यतः उपयोग होने वाले दो सुरक्षा उपायों के नाम लिखिए ।
उत्तर- सामान्यतः उपयोग में आने वाले दो सुरक्षा उपायों के नाम है –
i) विद्युत फ्यूज ii) भू-सम्पर्क तार (Earthing)

प्रश्न-19. 2 KW शक्ति अनुमतांक का एक विद्युत तंदूर किसी घरेलू विद्युत परिपथ (220 V) में प्रचालित किया जाता है जिसका विद्युत धारा अनुमतांक 5A है इससे आप किस परिणाम की अपेक्षा करते है । स्पष्ट कीजिए ।
उत्तर- दिया गया है –
विद्युत तंदूर की शक्ति P = 2 KW
or P = 2000 W
V = 220 V
धारा I = P/V
I = 2000/220
I = 9.09 A

स्पष्ट है कि विद्युत तंदूर से होकर प्रवाहित धारा का अनुमतांक 5A है ,परंतु विद्युत तंदूर इससे बहुत अधिक धारा ले रहा है । इससे अतिभारण हो जाएगा तथा फ्यूज जल जाएगा और विद्युत परिपथ अवरोधित हो जाएगा ।

प्रश्न-20. घरेलू विद्युत परिपथों में अतिभारण से बचाव के लिए क्या सावधानी बरतनी चाहिए ।
अथवा
घरेलू विद्युत परिपथों में अतिभारण से बचाव के लिए कौनसी दो सावधानियाँ बरतनी चाहिए ।
उत्तर- अतिभारण से बचाव के लिए सावधानियाँ –
i. विद्युत परिपथ विभिन्न भागों में बंटा होना चाहिए और प्रत्येक साधित्र का फ्यूज होना चाहिए ।
ii. विद्युत प्रवाह के लिए प्रयुक्त की जाने वाली तारें अच्छे प्रतिरोधन पदार्थ से ढ़ंकी होनी चाहिए ।
iii. उच्च शक्ति प्राप्त करने वाले उपकरण ,जैसे – फ्रिज ,एयर-कंडीशनर ,वाटर-हीटर, प्रेस आदि का एक साथ प्रयोग नहीं करना चाहिए ।
iv. एक ही सॉकेट से बहुत से विद्युत साधित्रों का प्रयोग नहीं करना चाहिए ।