நிலை மின்னியல் (12ஆம் வகுப்பு இயற்பியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்திற்கான, பாடநூலில் இல்லாத 15 கூடுதல் வினாக்கள் — ஒவ்வொன்றிலும் சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
ஓய்வு நிலையில் உள்ள நிலையான மின்துகள்களின் பண்புகளைப் பற்றி விளக்கும் மின்னியலின் பிரிவு எது?
- A. நிலைகாந்தவியல் (Magnetostatics)
- B. நிலைமின்னியல் (Electrostatics)சரி
- C. மின்னியக்கவியல் (Electrodynamics)
- D. மின்னோட்டவியல் (Current Electricity)
விளக்கம். இயக்கத்தில் இல்லாத, ஓய்வு நிலையில் உள்ள மின்துகள்களின் பண்புகளையும் அவற்றுக்கிடையேயான இடைவினைகளையும் பற்றி ஆராயும் இயற்பியலின் அடிப்படைப் பிரிவு நிலைமின்னியல் ஆகும்.
Q2
SI அலகு முறையில், வெற்றிடத்திற்கான கூலூம் விதியில் பயன்படும் விகித மாறிலி \(k\) இன் தோராயமான எண் மதிப்பு யாது?
- A. \(9 \times 10^9\) N m\(^2\) C\(^{-2}\)சரி
- B. \(8.85 \times 10^{-12}\) C\(^2\) N\(^{-1}\) m\(^{-2}\)
- C. \(1.6 \times 10^{-19}\) C
- D. \(6.63 \times 10^{-34}\) J s
விளக்கம். விகித மாறிலி \(k = 1 / (4\pi\epsilon_0)\) என வரையறுக்கப்படுகிறது. வெற்றிடத்தில் SI அலகுகளில் இதன் மதிப்பு தோராயமாக \(9 \times 10^9\) N m\(^2\) C\(^{-2}\) ஆகும்.
Q3
மின்புலச் செறிவை அளக்கப் பயன்படும் SI அலகு யாது?
- A. கூலூம் மீட்டர் (C m)
- B. நியூட்டன் / கூலூம் (N C\(^{-1}\))சரி
- C. ஜூல் / கூலூம் (J C\(^{-1}\))
- D. வோல்ட் மீட்டர் (V m)
விளக்கம். ஓரலகு சோதனை மின்னூட்டத்தின் மீது செயல்படும் நிலைமின் விசையே மின்புலச் செறிவு என வரையறுக்கப்படுகிறது. எனவே அதன் SI அலகு நியூட்டன் / கூலூம் ஆகும்.
Q4
வெளியின் ஒரு பகுதியில் இரு மின்புலக் கோடுகள் ஒன்றையொன்று வெட்டிக்கொள்வது இயற்பியல் ரீதியாக ஏன் சாத்தியமற்றது?
- A. அவை எப்போதும் ஒன்றுக்கொன்று இணையாக இருப்பதால்
- B. அப்புள்ளியில் அவை ஒன்றையொன்று சமன்செய்து விடுவதால்
- C. ஒரே புள்ளியில் மின்புலத்திற்கு இரு வெவ்வேறு திசைகள் இருக்க நேரிடும் என்பதால்சரி
- D. மின்புலக் கோடுகள் ஒரே பரிமாணத்தில் மட்டுமே உள்ளதால்
விளக்கம். மின்புலக் கோட்டின் தொடுகோடு மின்புலத்தின் திசையைத் தருகிறது. இரு கோடுகள் வெட்டிக்கொண்டால் ஒரே புள்ளியில் மின்புலத்திற்கு இரு வெவ்வேறு திசைகள் இருக்க வேண்டும்; இது சாத்தியமில்லை.
Q5
மின் இருமுனை திருப்புத்திறன் வெக்டருக்கு மரபுப்படி அளிக்கப்படும் திசை யாது?
- A. நேர் மின்னூட்டத்திலிருந்து எதிர் மின்னூட்டத்தை நோக்கி
- B. மின்னூட்டங்களை இணைக்கும் அச்சுக்குச் செங்குத்தாக
- C. எதிர் மின்னூட்டத்திலிருந்து நேர் மின்னூட்டத்தை நோக்கிசரி
- D. நடுப்புள்ளியிலிருந்து ஆரவழியே வெளிநோக்கி
விளக்கம். வரையறையின்படி, மின் இருமுனை திருப்புத்திறன் வெக்டர் அச்சுக்கோட்டின் வழியே எதிர் மின்னூட்டத்திலிருந்து தொடங்கி நேர் மின்னூட்டத்தை நோக்கி அமையும்.
Q6
மின் இருமுனையிலிருந்து மிக அதிகத் தொலைவு \(r\) இல், அச்சுக்கோட்டில் உள்ள மின்புல எண்மதிப்பு, அதே தொலைவில் நடுவரைத் தளத்தில் உள்ள மின்புல எண்மதிப்புடன் எவ்வாறு ஒப்பிடப்படுகிறது?
- A. இரண்டும் எண்மதிப்பில் சரியாகச் சமம்
- B. அச்சுக்கோட்டு மின்புலம் நடுவரைத் தள மின்புலத்தைப் போல் இரு மடங்கு வலிமையானதுசரி
- C. நடுவரைத் தள மின்புலம் அச்சுக்கோட்டு மின்புலத்தைப் போல் இரு மடங்கு வலிமையானது
- D. அச்சுக்கோட்டு மின்புலம் நான்கு மடங்கு வலிமையானது
விளக்கம். அச்சுக்கோட்டில் மின்புல எண்மதிப்பு \(2p / (4\pi\epsilon_0 r^3)\), நடுவரைத் தளத்தில் \(p / (4\pi\epsilon_0 r^3)\). எனவே அதிகத் தொலைவுகளில் அச்சுக்கோட்டு மின்புலம் நடுவரைத் தள மின்புலத்தின் இரு மடங்காகும்.
Q7
P மற்றும் R ஆகிய இரு புள்ளிகளுக்கு இடையேயான நிலை மின்னழுத்த வேறுபாடு எவ்வாறு வரையறுக்கப்படுகிறது?
- A. ஓரலகு நேர் மின்னூட்டத்தை R இலிருந்து P க்குக் கொண்டுவர புறவிசையால் செய்யப்படும் வேலைசரி
- B. R மற்றும் P புள்ளிகளுக்கு இடையே செயல்படும் மொத்த நிலைமின் விசை
- C. மின்னூட்டம் மற்றும் இரு புள்ளிகளுக்கு இடையேயான தொலைவின் பெருக்கற்பலன்
- D. ஒரு தனித்த நிலையான புள்ளி மின்னூட்டத்தில் சேமிக்கப்படும் நிலையாற்றல்
விளக்கம். மின்புலத்திற்கு எதிராக ஓரலகு நேர் மின்னூட்டத்தை ஒரு குறிப்புப் புள்ளியிலிருந்து மற்றொரு புள்ளிக்கு நகர்த்த ஓரலகு மின்னூட்டத்திற்குச் செய்யப்படும் வேலையே மின்னழுத்த வேறுபாடு ஆகும்.
Q8
ஒரே சம மின்னழுத்தப் பரப்பில் உள்ள ஏதேனும் இரு புள்ளிகளுக்கு இடையே ஒரு சோதனை மின்னூட்டத்தை நகர்த்தும்போது செய்யப்படும் நிகர வேலை யாது?
- A. பெரும வேலை செய்யப்படுகிறது
- B. வேலை எடுத்துக்கொள்ளப்படும் பாதையைச் சார்ந்தது
- C. செய்யப்படும் வேலை சுழிசரி
- D. வேலை மின்னூட்டம் மற்றும் மின்புலத்தின் பெருக்கற்பலனுக்குச் சமம்
விளக்கம். சம மின்னழுத்தப் பரப்பின் அனைத்துப் புள்ளிகளிலும் மின்னழுத்தம் ஒன்றே என்பதால் மின்னழுத்த வேறுபாடு சுழியாகும். எனவே அப்பரப்பின் மீது மின்னூட்டத்தை நகர்த்த வேலை எதுவும் தேவையில்லை.
Q9
காஸ் விதியின்படி, மூடிய காஸியன் பரப்பின் வழியே செல்லும் மொத்த மின்பாயம் எந்தக் காரணியை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது?
- A. பரப்பின் வடிவம் மற்றும் அளவு
- B. பரப்பினுள் அடைபட்டுள்ள நிகர மின்னூட்டம்சரி
- C. பரப்பிற்கு வெளியே உள்ள மின்னூட்டங்களின் பரவல்
- D. பரப்பினுள் இயங்கும் மின்னூட்டங்களின் திசைவேகம்
விளக்கம். காஸ் விதியின்படி மொத்த மின்பாயம், அடைபட்ட நிகர மின்னூட்டத்தை விடுதிறனால் வகுக்கக் கிடைக்கும் மதிப்பிற்கு மட்டுமே சமம். இது அடைக்கும் பரப்பின் வடிவம் அல்லது அளவைச் சார்ந்ததல்ல.
Q10
நிலைமின் தடுப்புறை தொடர்பாக, ஒரு கடத்தியின் உள்ளீடற்ற குழிவினுள் மின்புலத்தின் மதிப்பு யாது?
- A. அது புறத்தே செலுத்தப்படும் மின்புலத்திற்குச் சமம்
- B. அது குழிவின் வடிவத்தைப் பொறுத்து மாறும்
- C. அது எப்போதும் சுழிசரி
- D. அது கடத்தியின் பொருளைச் சார்ந்தது
விளக்கம். புற மின்னூட்டங்கள் அல்லது மின்புலங்கள் எவ்வாறு இருந்தாலும், சமநிலையில் உள்ள கடத்தியின் குழிவினுள் மின்புலம் சுழியாகும். நுண்ணிய கருவிகளைப் பாதுகாக்க இப்பண்பு பயன்படுகிறது.
Q11
முனைவற்ற மின்காப்பு மூலக்கூறு ஒன்றைப் புற மின்புலத்தில் வைக்கும்போது அதில் நிகழும் நிகழ்வு யாது?
- A. அது எலக்ட்ரான்களை இழந்து அயனியாகிறது
- B. அதன் நேர் மற்றும் எதிர் மின்னூட்ட மையங்கள் மேலும் சரியாகப் பொருந்துகின்றன
- C. அது தூண்டப்பட்ட மின் இருமுனை திருப்புத்திறனைப் பெறுகிறதுசரி
- D. அது உலோகக் கடத்தி போல மின்னூட்டத்தைக் கடத்தத் தொடங்குகிறது
விளக்கம். புற மின்புலம் நேர் மற்றும் எதிர் மின்னூட்ட மையங்களை எதிரெதிர்த் திசைகளில் இடம்பெயரச் செய்கிறது. இதனால் மின்புலத்தின் திசையில் அமைந்த தற்காலிக மின் இருமுனை திருப்புத்திறன் உருவாகிறது.
Q12
மின்தேக்குத்திறனின் SI அலகான ஃபாரட், எந்தப் புகழ்பெற்ற அறிவியலாளரின் நினைவாகப் பெயரிடப்பட்டுள்ளது?
- A. சார்லஸ் கூலூம்
- B. அலெசான்ட்ரோ வோல்டா
- C. மைக்கேல் ஃபாரடேசரி
- D. ஜேம்ஸ் கிளார்க் மேக்ஸ்வெல்
விளக்கம். மின்தேக்குத்திறன் ஃபாரட் (F) அலகில் அளக்கப்படுகிறது. மின்காந்தவியலில் அடிப்படைச் சோதனை மற்றும் கோட்பாட்டுப் பணிகளைச் செய்த மைக்கேல் ஃபாரடேயின் நினைவாக இப்பெயர் இடப்பட்டது.
Q13
இணைத்தட்டு மின்தேக்கியின் தட்டுகளுக்கு இடையே \(\epsilon_r\) ஒப்புமை விடுதிறன் கொண்ட மின்காப்புப் பொருள் வைக்கப்படும்போது அதன் மின்தேக்குத்திறனில் ஏற்படும் விளைவு யாது?
- A. மின்தேக்குத்திறன் \(\epsilon_r\) மடங்கு குறைகிறது
- B. மின்தேக்குத்திறன் மாறாமல் இருக்கிறது
- C. மின்தேக்குத்திறன் \(\epsilon_r\) மடங்கு அதிகரிக்கிறதுசரி
- D. மின்தேக்குத்திறன் தட்டுகளின் பரப்பளவைச் சாராததாகிறது
விளக்கம். மின்காப்புப் பொருள் முனைவாக்கம் அடைந்து புற மின்புலத்தை எதிர்க்கும் அக மின்புலத்தை உருவாக்குகிறது. இதனால் அதே மின்னழுத்தத்தில் மின்தேக்கி அதிக மின்னூட்டத்தைச் சேமிக்க முடிவதால் மின்தேக்குத்திறன் அதிகரிக்கிறது.
Q14
ஒழுங்கற்ற வடிவமுடைய மின்னூட்டம் பெற்ற கடத்தியில், கூர்முனைகள் உள்ள பகுதிகளில் பரப்பு மின்னூட்ட அடர்த்தி அதிகமாக இருப்பது ஏன்?
- A. கூர்முனைகளில் பரப்பளவு அதிகமாக இருப்பதால்
- B. கூர்முனைகளில் வளைவு ஆரம் மிகக் குறைவாக இருப்பதால்சரி
- C. கூர்முனைகளில் மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருப்பதால்
- D. கூர்முனைகளில் காற்றின் தடை குறைவாக இருப்பதால்
விளக்கம். கடத்தியின் மீது மின்னூட்டம் பரவும்போது, பரப்பு மின்னூட்ட அடர்த்தியானது வளைவு ஆரத்திற்கு எதிர்த்தகவில் இருக்கும். கூர்முனைகளின் வளைவு ஆரம் மிகக் குறைவு என்பதால் அங்கு மின்னூட்ட அடர்த்தி அதிகமாக இருக்கும்.
Q15
வான் டி கிராஃப் மின்னியற்றியில் பெருமளவு மின்னூட்டத்தைச் சேகரிக்க முதன்மையாகப் பயன்படும் இரு நிலைமின் நிகழ்வுகள் யாவை?
- A. மின்காப்பு முறிவு மற்றும் ஜூல் வெப்பமேறல்
- B. நிலைமின் தூண்டல் மற்றும் கூர்முனைச் செயல்பாடுசரி
- C. கூலூம் விலக்கு விசை மற்றும் காந்தத் திருப்புவிசை
- D. இருமுனை முனைவாக்கம் மற்றும் ஓமிக் கடத்தல்
விளக்கம். இவ்வியற்றி நகரும் பட்டையை மின்னூட்டம் செய்ய நிலைமின் தூண்டலையும், அம்மின்னூட்டத்தை உள்ளீடற்ற உலோகக் கோளத்திற்கு மாற்ற கூர்முனைச் செயல்பாட்டையும் (ஒளிவட்ட மின்னிறக்கம்) பயன்படுத்துகிறது.
