Electrostatics Practice Questions (Q21-25) - Physics

CUET UG Physics 02 Jul 2023Shift 3

MCQ (Single Correct) +5 −1

The electric field intensity due to an infinite thin plane sheet of surface charge density $\sigma$ is:

पृष्ठ आवेश घनत्व $\sigma$ की एक अनंत पतली समतल चादर के कारण विद्युत क्षेत्र की तीव्रता होती है:

$+\frac{\sigma}{\varepsilon_0}$ $+\frac{\sigma}{\varepsilon_0}$ $\frac{\sigma}{2\varepsilon_0}$ $\frac{\sigma}{2\varepsilon_0}$ $\frac{-\sigma}{\varepsilon_0}$ $\frac{-\sigma}{\varepsilon_0}$ $\frac{-2\sigma}{\varepsilon_0}$ $\frac{-2\sigma}{\varepsilon_0}$

CUET UG Physics 02 Jul 2023Shift 3

Numerical +5 −1

Three capacitors of capacitances $3\,\mu\text{F}$, $6\,\mu\text{F}$ and $12\,\mu\text{F}$ are connected in series. Find the potential difference across the $6\,\mu\text{F}$ capacitor, if a battery of $7\,\text{V}$ is connected across this combination:

$3\,\mu\text{F}$, $6\,\mu\text{F}$ और $12\,\mu\text{F}$ धारिता के तीन संधारित्र श्रेणीक्रम में जुड़े हैं। यदि इस संयोजन के सिरों पर $7\,\text{V}$ की बैटरी जोड़ी जाती है, तो $6\,\mu\text{F}$ के संधारित्र के सिरों पर विभवांतर ज्ञात कीजिए:

$1\,\text{V}$ $1\,\text{V}$ $2\,\text{V}$ $2\,\text{V}$ $3\,\text{V}$ $3\,\text{V}$ $4\,\text{V}$ $4\,\text{V}$

CUET UG Physics 02 Jul 2023Shift 3

MCQ (Single Correct) +5 −1

The charge which is a source of electric field but not of magnetic field is:

वह आवेश जो विद्युत क्षेत्र का स्रोत है लेकिन चुंबकीय क्षेत्र का स्रोत नहीं है, वह है:

A charge moving in a straight line सीधी रेखा में गतिमान आवेश A charge static in space having zero speed शून्य चाल वाला अंतरिक्ष में स्थिर आवेश A charge moving on helical path of pitch कुंडलिनी (हेलिकल) पथ पर गतिमान आवेश A charge oscillating with frequency $\nu$ आवृत्ति $\nu$ से दोलन करता हुआ आवेश

CUET UG Physics 02 Jul 2023Shift 3

Numerical +5 −1

Two point charges $q$ and $-3q$ are kept $12\,\text{cm}$ apart. The distance of the point from $q$ on the line between the two charges at which the potential due to this system of charges is zero will be:

दो बिंदु आवेश $q$ और $-3q$ परस्पर $12\,\text{cm}$ की दूरी पर रखे गए हैं। दोनों आवेशों को मिलाने वाली रेखा पर $q$ से उस बिंदु की दूरी क्या होगी जहाँ इस निकाय के कारण विभव शून्य है?

$6\,\text{cm}$ $6\,\text{cm}$ $4\,\text{cm}$ $4\,\text{cm}$ $3\,\text{cm}$ $3\,\text{cm}$ $2\,\text{cm}$ $2\,\text{cm}$

CUET UG Physics 18 Aug 2022Shift 1

MCQ (Single Correct) +5 −1

Two point charges $(-q)$ and $(+4q)$ are placed at separation '$r$'. The distance of a point from charge $(-q)$ along the line joining the two charges where electric field is zero will be :

दो बिंदु आवेश $(-q)$ और $(+4q)$ एक दूसरे से '$r$' दूरी पर स्थित हैं। दोनों आवेशों को मिलाने वाली रेखा पर आवेश $(-q)$ से उस बिंदु की दूरी जहाँ विद्युत क्षेत्र शून्य होगा, होगी :

$2r$ $2r$ $r/2$ $r/2$ $r/3$ $r/3$ $r$ $r$

For two opposite charges, the neutral point where the net electric field is zero lies outside the charges on the line joining them, closer to the charge of smaller magnitude.

Let the point $P$ be at a distance $x$ from the smaller charge $(-q)$, away from $(+4q)$:

Distance from $(-q) = x$
Distance from $(+4q) = r + x$

At point $P$, the magnitudes of electric fields due to both charges must be equal:

$$\frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q}{x^2} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{4q}{(r + x)^2}$$ $$\frac{1}{x^2} = \frac{4}{(r + x)^2} \implies \frac{1}{x} = \frac{2}{r + x}$$ $$r + x = 2x \implies x = r$$

Thus, the neutral point is at a distance of $r$ from the charge $(-q)$. Hence, option 4 is the correct answer.

विपरीत प्रकृति के दो आवेशों के लिए, वह बिंदु जहाँ कुल विद्युत क्षेत्र शून्य होता है, दोनों आवेशों को मिलाने वाली रेखा पर परिमाण में छोटे आवेश की ओर बाहर स्थित होता है।

माना आवेश $(-q)$ से बिंदु $P$ की दूरी $x$ है:

$(-q)$ से दूरी $= x$
$(+4q)$ से दूरी $= r + x$

बिंदु $P$ पर दोनों आवेशों के कारण विद्युत क्षेत्र का परिमाण बराबर होना चाहिए:

$$\frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q}{x^2} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{4q}{(r + x)^2}$$ $$\frac{1}{x} = \frac{2}{r + x} \implies r + x = 2x \implies x = r$$

अतः आवेश $(-q)$ से दूरी $r$ होगी। अतः विकल्प 4 सही उत्तर है।

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