એક વાહક ગોળાની સપાટી પર વિદ્યુતભારો સમાન રીતે પથરાયેલા છે. ગોળાના કેન્દ્રથી ગોળાની બહારના બિંદુ સુધીનું વિદ્યુતક્ષેત્ર કેન્દ્રથી અંતર $r$ સાથે કેવી રીતે બદલાય છે?

વિદ્યુતક્ષેત્ર $\vec{E} = E_0 y \hat{j}$ એ અવકાશમાં પ્રવર્તે છે જ્યાં $r$ ત્રિજ્યા અને $l$ લંબાઈનો નળાકાર તેની અક્ષને $y$-અક્ષને સમાંતર રાખીને મૂકવામાં આવ્યો છે. નળાકારના કદની અંદરનો વિદ્યુતભાર કેટલો હશે?

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ત્રણ અનંત લંબાઈની વિદ્યુતભારિત શીટ્સ મૂકવામાં આવી છે. બિંદુ $P$ પર મૂકવામાં આવેલા $-q$ વિદ્યુતભાર પર લાગતું વિદ્યુત બળ શોધો ($\sigma=$ પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર ઘનતા,$\varepsilon_0=$ શૂન્યાવકાશની પરમિટિવિટી).

એક વિસ્તારમાં સ્થિત વિદ્યુત ક્ષેત્ર ત્રિજ્યાવર્તી બહારની તરફ છે જેનું મૂલ્ય $E = \alpha r$ છે,જ્યાં $\alpha$ એ અચળાંક છે અને $r$ એ ત્રિજ્યાવર્તી અંતર છે. આ વિસ્તારમાં (ઉગમબિંદુ પર કેન્દ્રિત) $R$ ત્રિજ્યાના ગોળામાં સમાયેલ વિદ્યુતભાર કેટલો હશે?

$a$ અને $b$ ત્રિજ્યા ધરાવતા બે સમકેન્દ્રીય ગોળાઓ વચ્ચેના વિસ્તારમાં (આકૃતિ જુઓ) કદ વિદ્યુતભાર ઘનતા $\rho = \frac{A}{r}$ છે,જ્યાં $A$ અચળાંક છે અને $r$ એ કેન્દ્રથી અંતર છે. ગોળાઓના કેન્દ્ર પર $Q$ બિંદુવત વિદ્યુતભાર છે. $A$ નું મૂલ્ય શોધો જેથી ગોળાઓ વચ્ચેના વિસ્તારમાં વિદ્યુતક્ષેત્ર અચળ રહે.

આ પ્રશ્નમાં વિધાન-$1$ અને વિધાન-$2$ આપેલ છે. આપેલા ચાર વિકલ્પોમાંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો.
$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા એક અવાહક નક્કર ગોળા પર સમાન ધન વિદ્યુતભાર ઘનતા $\rho$ છે. આ સમાન વિદ્યુતભાર વિતરણને કારણે ગોળાના કેન્દ્ર પર,સપાટી પર અને ગોળાની બહારના બિંદુએ વિદ્યુત સ્થિતિમાનનું નિશ્ચિત મૂલ્ય મળે છે. અનંત અંતરે વિદ્યુત સ્થિતિમાન શૂન્ય છે.
વિધાન-$1$: જ્યારે $q$ વિદ્યુતભારને ગોળાના કેન્દ્રથી સપાટી પર લઈ જવામાં આવે છે,ત્યારે તેની સ્થિતિ ઊર્જામાં $\frac{q \rho R^2}{6 \epsilon_0}$ જેટલો ફેરફાર થાય છે.
વિધાન-$2$: ગોળાના કેન્દ્રથી $r (r < R)$ અંતરે વિદ્યુતક્ષેત્ર $\frac{\rho r}{3 \epsilon_0}$ છે.