background image

Since the wire is of circular shape hence, area of the circular loop is given as  
A = πr

2

 -------------- (2) 

 
Where  
r is the radius of the wire;  
Let A

1

 and r

1

 be the area and radius of the initial wire. Therefore, expressing equation 2 in terms of 

A

1

 and r

1

 we get 

A

1

 

= πr

1

2

----------- (3) 

 
Similarly, let A

2

 and r

2

 be the area and radius of the final wire. Therefore, expressing equation 2 in 

terms of A

2

and r

2

 we get 

A

2

 

= πr

2

2

 ------------ (4) 

 
Since it is given in the question radius of the final wire is twice that of the initial wire hence, r

2

 = 2r

1

 

Using the value of r

2

 in equation 4 we get 

A

2

 

= π( 2r

1

)

2

 Or, A

2

 

= 4πr

1

2

 ------------- (5) 

 
Comparing equation 5 with 3 we find that final area can be expressed in terms of initial area and is 
given as  
A

2

 

= 4πr

1

2

 

A

2

 = 4A

1

 ------------------ (6)  

 
Expressing initial and final magnetic moment in equation 1 in terms of initial area and final area we 
get 
M

1

 = IA

1

 ---------------- (7) 

 
And, M

2

 = IA

2

 ---------- (8) 

 
Both initial and final current in the wire is same. Dividing equation 8 by equation 7 we get 
M

2

/ M

= (IA

2

)/(IA

1

) ---------------- (9) 

 
Cancelling out the common term, in 9 we get  
M

2

/ M

= A

2

/A

1

 --------------- (10) 

Using equation 6 in 10 we get  
M

2

/ M

= 4A

2

/A

1

 

Or, M

2

/ M

= 4 

Therefore, M

2

 = 4 M

-------------- (11) 

 
Putting the value of M

1

 in equation 11 we get M

2

 = 4 * 3 * 10

-5

 Or, M

2

 = 1.2 * 10 

-4

 Am

2

 

Hence, E is the correct answer option. 

 

 

 

 

 

 

 

Comments:

MCAT Test "Questions And Answers"

navigate_before navigate_next