Physics-Electrostatics – Charge + Coulomb’s law Questions

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कूलॉम का नियम (Coulomb’s Law) के अनुसार दो आवेशों के बीच बल किस पर निर्भर करता है?

• आवेशों के बीच दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती (Inverse square of distance)
• आवेशों के बीच दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती तथा आवेशों के गुणनफल के समानुपाती
• आवेशों के बीच दूरी के समानुपाती
• केवल माध्यम पर निर्भर

Explanation:

• कूलॉम का नियम (Coulomb’s Law) के अनुसार विद्युत बल F ∝ (q1 × q2) / r² होता है।
• यहाँ q1 और q2 आवेश (Charge) हैं तथा r दूरी (Distance) है।
• यह नियम केवल स्थिर आवेशों (Electrostatics) के लिए लागू होता है।

कूलॉम स्थिरांक (Coulomb Constant) का मान लगभग क्या होता है?

• 9 × 10⁹ N m²/C²
• 9 × 10⁹ N m²/C²
• 9 × 10⁻⁹ N m²/C²
• 1 × 10⁹ N m²/C²

Explanation:

• कूलॉम स्थिरांक को k द्वारा दर्शाते हैं।
• इसका मान k = 9 × 10⁹ न्यूटन मीटर² प्रति कूलॉम² (N m²/C²) होता है।
• यह स्थिरांक निर्वात (Vacuum) में लागू होता है।

विद्युत क्षेत्र माध्यम में कूलॉम का नियम किस पर निर्भर करता है?

• केवल दूरी पर
• केवल आवेश पर
• माध्यम की परावैद्युतता (Permittivity) पर
• केवल तापमान पर

Explanation:

• Permittivity (परावैद्युतता) किसी माध्यम की विद्युत क्षेत्र को प्रभावित करने की क्षमता को दर्शाती है।
• माध्यम जितना अधिक परावैद्युत होगा, बल उतना ही कम होगा।
• निर्वात की परावैद्युतता ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C²/N m² होती है।

निर्वात (Vacuum) की परावैद्युतता (Permittivity of free space ε₀) का सही मान क्या है?

• 8.85 × 10⁻¹⁰ C²/N m²
• 8.85 × 10⁻¹² C²/N m²
• 9.8 × 10⁻¹² C²/N m²
• 1.6 × 10⁻¹⁹ C²/N m²

Explanation:

• ε₀ (epsilon naught) निर्वात की परावैद्युतता (Permittivity of free space) है।
• इसका मान 8.85 × 10⁻¹² C²/N m² होता है।
• यह विद्युत स्थैतिक बलों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

यदि दो आवेशों के बीच दूरी दोगुनी कर दी जाए तो बल पर क्या प्रभाव पड़ेगा?

• बल दोगुना हो जाएगा
• बल चार गुना कम हो जाएगा
• बल आधा हो जाएगा
• कोई परिवर्तन नहीं होगा

Explanation:

• कूलॉम के नियम के अनुसार F ∝ 1/r² होता है।
• यदि दूरी r को 2r कर दिया जाए तो बल F = 1/(2r)² = 1/4 हो जाता है।
• इसलिए बल चार गुना कम हो जाता है।

विद्युत आवेश (Electric Charge) का SI मात्रक क्या है?

• वोल्ट (Volt)
• न्यूटन (Newton)
• कूलॉम (Coulomb)
• जूल (Joule)

Explanation:

• विद्युत आवेश का SI मात्रक कूलॉम (C) है।
• 1 कूलॉम = 1 एम्पियर धारा द्वारा 1 सेकंड में प्रवाहित आवेश होता है।
• यह विद्युत परिमाण की मूल इकाई है।

कूलॉम के नियम में बल का सही सूत्र कौन सा है?

• F = k q1 q2 r²
• F = k (q1 × q2) / r²
• F = q / r
• F = k r² / q

Explanation:

• कूलॉम का नियम: F = k (q1 × q2) / r²
• यहाँ F = बल (Force), q1 q2 = आवेश (Charge), r = दूरी (Distance), k = कूलॉम स्थिरांक।
• यह नियम विद्युतस्थैतिक बल को दर्शाता है।

आवेश (Charge) की मूल प्रकृति क्या है?

• भौतिक गुण (Physical property) जो आकर्षण और विकर्षण बल उत्पन्न करता है
• केवल द्रव्यमान (Only mass)
• केवल ऊर्जा (Only energy)
• केवल गति (Only motion)

Explanation:

• आवेश (Electric Charge) एक भौतिक गुण है जो वस्तुओं के बीच विद्युत बल (Electrostatic Force) उत्पन्न करता है।
• यह दो प्रकार का होता है: धनात्मक (+) Positive और ऋणात्मक (-) Negative charge।
• समान आवेश (Like charges) प्रतिकर्षित (Repel) करते हैं और असमान आवेश (Unlike charges) आकर्षित (Attract) करते हैं।

कूलॉम का नियम (Coulomb’s Law) के अनुसार बल किस पर निर्भर करता है?

• आवेश और दूरी के वर्ग पर
• केवल दूरी पर
• केवल तापमान पर
• केवल द्रव्यमान पर

Explanation:

• Coulomb’s Law: F = k * (q1 * q2) / r^2
• यहाँ F = विद्युत बल (Electrostatic Force), q1 और q2 = आवेश (Charges), r = दूरी (Distance)
• बल आवेशों के गुणनफल के सीधे समानुपाती (Directly proportional) और दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती (Inversely proportional) होता है।

आवेश का क्वांटीकरण (Quantization of Charge) क्या है?

• आवेश हमेशा मूल आवेश (Elementary charge e) के पूर्णांक गुणज होते हैं
• आवेश लगातार बदलता रहता है
• आवेश का कोई नियम नहीं होता
• आवेश केवल ऋणात्मक होता है

Explanation:

• Quantization of Charge का नियम है: q = n × e
• यहाँ e = 1.6 x 10^-19 C (Elementary charge), n = पूर्णांक (Integer)
• आवेश केवल discrete values लेता है, continuous नहीं होता।

एक इलेक्ट्रॉन का आवेश (Charge of Electron) कितना होता है?

• -1.6 x 10-¹⁹ C
• +1.6 x 10^-19 C
• 0 C
• 1 C

Explanation:

• इलेक्ट्रॉन (Electron) का आवेश हमेशा ऋणात्मक (Negative) होता है।
• मानक मान: -1.6 x 10^-19 Coulomb
• प्रोटॉन (Proton) का आवेश +1.6 x 10^-19 C होता है।

यदि दो आवेश 2 C और 3 C हैं तथा उनके बीच दूरी 1 m है, तो बल (Force) कितना होगा? (k = 9 x 10⁹ N m²/C²)

• 5.4 x 10¹⁰ N
• 1.8 x 10¹⁰ N
• 9 x 10⁹ N
• 3 x 10⁹ N

Explanation:

• Coulomb’s Law: F = k * (q1 * q2) / r^2
• F = 9 x 10⁹ * (2 * 3) / 1^2
• F = 9 x 10⁹ * 6 = 5.4 x 10¹⁰ N
• यह बल आकर्षण या प्रतिकर्षण दोनों हो सकता है, आवेश के प्रकार पर निर्भर करता है।

आवेश के क्वांटीकरण (Quantization of Charge) का मूल नियम क्या है?

• q = ne
• q = n/e
• q = e/n
• q = n + e

Explanation:

• आवेश का क्वांटीकरण (Quantization of Charge) का अर्थ है कि कोई भी विद्युत आवेश (Electric Charge) केवल इलेक्ट्रॉन के मूल आवेश (Elementary Charge) के पूर्णांक गुणज (Integral Multiple) के रूप में ही पाया जाता है।
• सूत्र: q = ne
• यहाँ q = कुल आवेश (Total Charge), n = पूर्णांक (Integer), e = इलेक्ट्रॉन का मूल आवेश = 1.6 × 10⁻¹⁹ कूलॉम (Coulomb)
• इसका मतलब है कि आधा या आंशिक इलेक्ट्रॉनिक आवेश संभव नहीं है।

यदि किसी वस्तु पर 5 इलेक्ट्रॉनों का अतिरिक्त आवेश है, तो कुल आवेश कितना होगा? (e = 1.6 × 10⁻¹⁹ C)

• 8 × 10⁻¹⁹ C
• 5 × 1.6 × 10⁻¹⁹ C
• 1.6 × 10⁻¹⁹ C
• 0 C

Explanation:

• सूत्र: q = ne (Charge Quantization Formula)
• यहाँ n = 5 और e = 1.6 × 10⁻¹⁹ C
• अतः q = 5 × 1.6 × 10⁻¹⁹ = 8 × 10⁻¹⁹ C
• आवेश हमेशा इलेक्ट्रॉनों की संख्या के पूर्णांक गुणज में होता है।

यदि किसी पिंड का आवेश 3.2 × 10⁻¹⁹ C है, तो उसमें इलेक्ट्रॉनों की संख्या क्या होगी?

• 2
• 3
• 1
• 4

Explanation:

• सूत्र: q = ne ⇒ n = q/e (Electrons Count Formula)
• q = 3.2 × 10⁻¹⁹ C, e = 1.6 × 10⁻¹⁹ C
• n = (3.2 × 10⁻¹⁹) / (1.6 × 10⁻¹⁹)
• n = 2 इलेक्ट्रॉन
• यह दर्शाता है कि आवेश हमेशा discrete (विभक्त) रूप में होता है।

आवेश के क्वांटीकरण का सही कथन कौन सा है?

• आवेश सतत (continuous) होता है
• आवेश केवल आधे इलेक्ट्रॉन के रूप में हो सकता है
• आवेश केवल पूर्णांक गुणज में होता है
• आवेश समय पर निर्भर करता है

Explanation:

• Quantization of Charge का मूल सिद्धांत है कि Electric Charge हमेशा e (1.6 × 10⁻¹⁹ C) के integer multiple में होता है।
• इसका अर्थ है q = ne जहाँ n हमेशा पूर्णांक (0, ±1, ±2, ±3, …) होता है।
• इस कारण इलेक्ट्रिक चार्ज continuous नहीं बल्कि discrete nature का होता है।

यदि किसी वस्तु पर -9.6 × 10⁻¹⁹ C आवेश है, तो इलेक्ट्रॉनों की संख्या कितनी होगी?

• 6
• 9
• 3
• 12

Explanation:

• सूत्र: n = q/e (Number of electrons)
• q = -9.6 × 10⁻¹⁹ C, e = 1.6 × 10⁻¹⁹ C
• n = -9.6 ÷ 1.6 = -6
• ऋणात्मक चिन्ह (Negative sign) दर्शाता है कि अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन हैं।
• अतः इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 6