A 2 amp current is flowing through two different small circular…

Question
A 2 amp current is flowing through two different small circular copper coils having radii ratio 1: 2. The ratio of their respective magnetic moments will be
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Question & Answer (English)

A 2 amp current is flowing through two different small circular copper coils having radii ratio 1: 2. The ratio of their respective magnetic moments will be
  1. 1:4 — Correct Answer
  2. 1:2
  3. 2:1
  4. 4:1
Explanation:
Root Concept / Basics: Magnetic dipole moment of a current-carrying loop. The magnetic moment $M$ is given by the product of current $I$ and area $A$ of the loop: $M = I \times A$. For a circular coil, Area $A = \pi r^2$. Thus, $M \propto r^2$ if current is constant.

Correct Answer: 1:4

Step I: Write the formula for the magnetic moment of a circular coil: $M = I \times A = I \times \pi r^2$.
Step II: Since the current $I$ is the same (2 A) for both coils, the magnetic moment is directly proportional to the square of the radius: $M \propto r^2$.
Step III: Given the ratio of radii $\frac{r_1}{r_2} = \frac{1}{2}$.
Step IV: Calculate the ratio of magnetic moments: $\frac{M_1}{M_2} = \left(\frac{r_1}{r_2}\right)^2 = \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{4}$. Thus, the ratio is 1:4.

प्रश्न एवं उत्तर (हिंदी)

1: 2 त्रिज्या अनुपात वाले दो अलग-अलग छोटे गोलाकार तांबे के कॉइल के माध्यम से 2 एम्पीयर की धारा बह रही है। उनके संबंधित चुंबकीय आघूर्ण का अनुपात होगा
  1. 1:4 — सही उत्तर
  2. 1:2
  3. 2:1
  4. 4:1
स्पष्टीकरण:
मूल अवधारणा (Root Concept): धारावाही पाश (current-carrying loop) का चुंबकीय द्विध्रुवीय आघूर्ण। चुंबकीय आघूर्ण $M$ पाश की धारा $I$ और क्षेत्रफल $A$ के गुणनफल द्वारा दिया जाता है: $M = I \times A$। एक गोलाकार कॉइल के लिए, क्षेत्रफल $A = \pi r^2$। इस प्रकार, यदि धारा स्थिर है तो $M \propto r^2$।

सही उत्तर: 1:4

Step I: गोलाकार कॉइल के चुंबकीय आघूर्ण का सूत्र लिखें: $M = I \times A = I \times \pi r^2$।
Step II: चूँकि दोनों कॉइल के लिए धारा $I$ समान (2 A) है, इसलिए चुंबकीय आघूर्ण सीधे त्रिज्या के वर्ग के समानुपाती होता है: $M \propto r^2$।
Step III: दी गई त्रिज्याओं का अनुपात $\frac{r_1}{r_2} = \frac{1}{2}$ है।
Step IV: चुंबकीय आघूर्ण के अनुपात की गणना करें: $\frac{M_1}{M_2} = \left(\frac{r_1}{r_2}\right)^2 = \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{4}$। इस प्रकार, अनुपात 1:4 है।

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