background image

 

Question 11

 

Potential difference of 150 V is applied across an aluminum conductor of length 2.5 m. If the 
density of free electrons in the conductor is 2 x 10

23

 m

-3

, what would be the average drift 

velocity of the electrons? (Conductivity of aluminum is 3.5 2 x 10

7

 

Ω

-1

 m

-1

 and charge on 

electron = 1.6 x 10 

-19

 C)

 

A.  650.25 m/s 
B.  450.65 m/s 
C.  656.25 m/s 
D.  414.55 m/s 
E.  710.23 m/s 

Correct Answer: C

 

Explanation:

 

Average drift velocity of an electron is given as  
v

d

 

= σE / ne -------------- (1) 

Electric field is given as  
E = v/l --------------- (2) 
Putting the values in equation 2 we get E = 150/2.5 Or E = 60 V/m 
Putting the values in equation 1 we get v

d

 = [(3.5 x 10

7

 * 60) / (2 x 10

25

 * 1.6 x 10 

-19

)] 

Or, v

d

 = (2.1 x 10

9

) / 3.2 x 10

6

 

Or v

d

 = 656.25 m.s 

Therefore, C is the correct answer option. 

Question 12

 

A beta particle of mass 9.1 x 10

-31

 is moving perpendicular to a magnetic field in a region of 

0.01 T with a speed of 10

4

 m/s. What is the force experienced by the beta particle due to the 

magnetic field? (Charge on electron = 1.6 x 10

-19

)

 

A.  3.2 x 10

-17

 N 

B.  1.6 x 10

-17

 N 

C.  4.8 x 10

-17

 N 

D.  2.4 x 10

-17

 N 

E.  10

-17

 N 

Correct Answer: B

 

Explanation:

 

Force experienced by the beta particle is given as  
F = qvB sin θ ---------------- (1) 
As the beta particle is moving perpendicularly to the magnetic field, θ = 90

o

. Charge onabeta particle 

is equal to the charge onanelectron; Putting the values in equation 1 we get 
F = 1.6 x 10

-19

 x 10

4

 x 0.01 x sin 90

o

 

Or, F = 1.6 x 10

-17

 * 1 N 

Or, F = 1.6 x 10

-17

 Hence, B is the correct answer option. 

 

 

Comments:

MCAT Test "Questions And Answers"

navigate_before navigate_next