कक्षा 9 विज्ञान अध्याय 4 चुंबक की खोज: 18 महत्वपूर्ण प्रश्न और संपूर्ण समाधान

2026-27 CBSE कक्षा 9 विज्ञान पाठ्यक्रम रटने से ज्यादा वैचारिक समझ पर जोर देता है। अध्याय 4 को आमतौर पर बोर्ड परीक्षाओं में 8–10 अंक दिए जाते हैं, जो विभिन्न प्रश्न प्रकारों में बाँटे जाते हैं। तर्कसंगत NCERT पाठ्यक्रम देखने और हाथों से करके सीखने वाले ज्ञान पर ध्यान केंद्रित करता है: आकर्षण परीक्षणों के माध्यम से चुंबकीय और गैर-चुंबकीय पदार्थों को अलग करना, चुंबकीय ध्रुवों और उनके परस्पर क्रिया नियमों की पहचान करना, पृथ्वी के चुंबकत्व और कम्पास की दिशा को समझना, और लोहे को चुंबकीय बनाने की व्यावहारिक विधि। बोर्ड परीक्षकों द्वारा तथ्यात्मक स्मरण (चुंबकीय ध्रुव क्या हैं?) और प्रयोग स्तर की सोच (कम्पास की सूई उत्तर-दक्षिण क्यों संरेखित होती है? आप एक बार चुंबक का उपयोग करके सूई को कैसे चुंबकीय बनाएंगे?) दोनों का परीक्षण किया जाता है। जो छात्र तार्किक अनुक्रम में महारत हासिल करते हैं—पदार्थ के गुणों से → ध्रुव परस्पर क्रिया तक → पृथ्वी के क्षेत्र तक → व्यावहारिक चुंबकत्व तक—वे अधिक अंक प्राप्त करते हैं। ये 18 प्रश्न जानबूझकर इस प्रगति को बनाने के लिए संरचित किए गए हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि आपकी बोर्ड परीक्षा से पहले कोई सीखने का अंतराल नहीं रहता।

बहुविकल्पीय प्रश्न तेजी से स्मरण और अवधारणा की स्पष्टता का परीक्षण करते हैं। वे बोर्ड पेपरों के वस्तुनिष्ठ खंड में दिखाई देते हैं और कुछ ही सेकंड में सटीक समझ की माँग करते हैं। **Q1. निम्नलिखित में से कौन सा एक गैर-चुंबकीय पदार्थ है?** A) लोहा B) कोबाल्ट C) निकिल D) तांबा **उत्तर: D) तांबा** व्याख्या: तांबे में चुंबकीय गुण नहीं होते हैं और यह चुंबक के आकर्षित नहीं होता। लोहा, कोबाल्ट और निकिल लौह-चुंबकीय पदार्थ हैं। **Q2. एक चुंबक के चारों ओर वह क्षेत्र जहाँ चुंबकीय बल महसूस किया जा सकता है, कहलाता है:** A) चुंबकीय विषुवत रेखा B) चुंबकीय क्षेत्र C) चुंबकीय ध्रुव D) चुंबकीय अक्ष **उत्तर: B) चुंबकीय क्षेत्र** व्याख्या: चुंबकीय क्षेत्र एक चुंबक के चारों ओर चुंबकीय प्रभाव का अदृश्य क्षेत्र है जहाँ अन्य चुंबकीय पदार्थों पर चुंबकीय बल कार्य करता है। **Q3. दो समान चुंबकीय ध्रुव:** A) एक दूसरे को आकर्षित करते हैं B) एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं C) तटस्थ होते हैं D) परस्पर क्रिया नहीं करते **उत्तर: B) एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं** व्याख्या: समान ध्रुव (उत्तर-उत्तर या दक्षिण-दक्षिण) हमेशा प्रतिकर्षित करते हैं, जबकि विपरीत ध्रुव (उत्तर-दक्षिण) आकर्षित करते हैं। **Q4. पृथ्वी कार्य करती है:** A) स्थायी चुंबक के रूप में B) विद्युत चुंबक के रूप में C) अस्थायी चुंबक के रूप में D) गैर-चुंबक के रूप में **उत्तर: A) स्थायी चुंबक के रूप में** व्याख्या: पृथ्वी अपने बाहरी कोर में पिघले हुए लोहे के कारण एक स्थायी चुंबकीय क्षेत्र रखती है, जो इसे एक विशाल स्थायी चुंबक के रूप में कार्य करने देता है। **Q5. कम्पास की सूई इंगित करती है:** A) भौगोलिक उत्तर की ओर B) चुंबकीय उत्तर की ओर C) सही उत्तर की ओर D) चुंबकीय दक्षिण की ओर **उत्तर: B) चुंबकीय उत्तर की ओर** व्याख्या: कम्पास की सूई पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ संरेखित होती है और चुंबकीय उत्तर ध्रुव की ओर इंगित करती है, जो भौगोलिक उत्तर के पास है लेकिन समान नहीं है।

लघु उत्तर प्रश्न संक्षिप्त लेकिन पूर्ण व्याख्या की माँग करते हैं। वे परिभाषाओं, सरल संबंधों और मूल घटनाओं की समझ का परीक्षण करते हैं। **Q1. प्रत्येक का एक उदाहरण देकर चुंबकीय और गैर-चुंबकीय पदार्थों में अंतर करें।** उत्तर: चुंबकीय पदार्थ वे होते हैं जो चुंबक के प्रति आकर्षित होते हैं और चुंबकीय बनाए जा सकते हैं (जैसे लोहा, निकिल, कोबाल्ट)। गैर-चुंबकीय पदार्थ वे होते हैं जो चुंबक के प्रति आकर्षित नहीं होते और चुंबकीय नहीं बनाए जा सकते (जैसे लकड़ी, प्लास्टिक, तांबा)। लोहा चुंबकीय है—यह चुंबक के प्रति आकर्षित होता है। रबर गैर-चुंबकीय है—चुंबक का इस पर कोई प्रभाव नहीं होता। **Q2. किसी चुंबक को आधा तोड़कर उसके दोनों ध्रुवों को अलग करना संभव क्यों नहीं है?** उत्तर: जब एक चुंबक टूटता है, तो प्रत्येक टुकड़े के अपने उत्तर और दक्षिण ध्रुव विकसित होते हैं। ध्रुव अविभाज्य हैं क्योंकि वे हमेशा हर चुंबकीय पदार्थ में एक जोड़ी के रूप में मौजूद होते हैं। चुंबक को तोड़ने से व्यक्तिगत ध्रुवों को अलग करने के बजाय दो नए चुंबक बनते हैं, प्रत्येक में पूर्ण उत्तर-दक्षिण ध्रुवता होती है। **Q3. कम्पास क्या है? यह हमें दिशा खोजने में कैसे मदद करता है?** उत्तर: कम्पास एक सरल यंत्र है जिसमें एक चुंबकीय सूई (आमतौर पर चुंबकीय लोहे से बनी) होती है जो एक धुरी पर स्वतंत्र रूप से निलंबित होती है। सूई पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित होती है और चुंबकीय उत्तर ध्रुव की ओर इंगित करती है, जो उपयोगकर्ताओं को मुख्य दिशाएँ (उत्तर, दक्षिण, पूर्व, पश्चिम) निर्धारित करने और सटीक रूप से नेविगेट करने में मदद करती है। **Q4. चुंबकीय आकर्षण और प्रतिकर्षण का नियम बताएँ।** उत्तर: दो चुंबकों के विपरीत ध्रुव (उत्तर और दक्षिण) एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। दो चुंबकों के समान ध्रुव (उत्तर-उत्तर या दक्षिण-दक्षिण) एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। यह नियम ध्रुवों के बीच सभी चुंबकीय परस्पर क्रिया में लागू होता है। **Q5. एक बार चुंबक का उपयोग करके एक चुंबक बनाने की एक विधि का वर्णन करें।** उत्तर: रगड़ने की विधि: एक गैर-चुंबकीय लोहे की छड़ या सूई लें। इसे एक बार चुंबक के एक ध्रुव (उदाहरण के लिए उत्तर ध्रुव) का उपयोग करके एक दिशा में बार-बार रगड़ें, प्रत्येक रगड़ के बाद चुंबक को उठाएँ। 40–50 रगड़ के बाद एक ही दिशा में, लोहे की छड़ चुंबकीय हो जाती है क्योंकि परमाणु चुंबक एक ही दिशा में संरेखित हो जाते हैं। जिस सिरे पर उत्तर ध्रुव ने रगड़ा वह नई चुंबक का दक्षिण ध्रुव बन जाता है।

तीन अंकों के प्रश्न गहन समझ, तार्किक तर्क और अवधारणाओं को जोड़ने की क्षमता का परीक्षण करते हैं। ये अक्सर बोर्ड पेपरों के लघु उत्तर खंड में दिखाई देते हैं। **Q1. एक छात्र देखता है कि एक चुंबक लोहे के बुरादे को आकर्षित करता है। समझाइए कि सभी सामग्रियाँ इस तरह व्यवहार क्यों नहीं करती। साथ ही, चुंबकीय बनाने के दौरान लोहे में परमाणु स्तर पर क्या होता है, इसकी व्याख्या करें।** उत्तर: सभी सामग्रियाँ चुंबक के आकर्षित नहीं होती क्योंकि केवल लौह-चुंबकीय पदार्थ (लोहा, कोबाल्ट, निकिल) में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं जो परमाणु चुंबकीय द्विध्रुव उत्पन्न करते हैं। गैर-चुंबकीय सामग्रियों जैसे तांबा या लकड़ी में इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं, उनके चुंबकीय प्रभाव को रद्द करते हैं। परमाणु स्तर पर, लोहे के परमाणुओं में अंतर्निहित चुंबकीय क्षण होते हैं। जब एक बाहरी चुंबक पास लाया जाता है, तो ये परमाणु चुंबक टॉर्क का अनुभव करते हैं और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में संरेखित होते हैं। एक बार संरेखित होने के बाद, अरबों संरेखित परमाणु चुंबकों का संयुक्त प्रभाव एक मजबूत नेट चुंबकीय बल उत्पन्न करता है, जिससे लोहे के बुरादे को आकर्षित किया जाता है। **Q2. पृथ्वी का भौगोलिक उत्तर ध्रुव और चुंबकीय उत्तर ध्रुव एक ही स्थान पर नहीं हैं। कम्पास अभी भी हमें नेविगेट करने में मदद क्यों करता है? झुकाव क्या है?** उत्तर: यद्यपि भौगोलिक और चुंबकीय उत्तर ध्रुव देशांतर में लगभग 11° से भिन्न हैं, फिर भी कम्पास उपयोगी है क्योंकि यह सुसंगतता से चुंबकीय उत्तर की ओर इंगित करता है। नेविगेशन प्रणालियाँ इस अंतर को ध्यान में रखती हैं। झुकाव (या चुंबकीय झुकाव) किसी भी दिए गए स्थान पर सच्चे भौगोलिक उत्तर और चुंबकीय उत्तर के बीच का कोण है। आधुनिक नेविगेशन उपकरण और नक्शे झुकाव मूल्य शामिल करते हैं ताकि उपयोगकर्ता कम्पास रीडिंग से सच्चे उत्तर की ओर अपने शीर्षक को समायोजित कर सकें। ज़मीन पर अधिकांश व्यावहारिक नेविगेशन के लिए, यह छोटा अंतर (आमतौर पर 5–15°) छोटी दूरी की यात्रा के लिए स्वीकार्य है। **Q3. एक शिक्षक ने एक लोहे की कील को एक चुंबक के साथ रगड़कर चुंबकीय बना दिया। अगले दिन, कील ने कुछ चुंबकत्व खो दिया। समझाइए कि यह क्यों होता है और इस नुकसान को रोकने के लिए एक विधि सुझाएँ।** उत्तर: चुंबकत्व खो जाता है क्योंकि लोहे की कील में परमाणु चुंबक तापीय गति, यांत्रिक कंपन और समय के कारण धीरे-धीरे यादृच्छिक रूप से उन्मुख हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को विचुंबकीकरण कहा जाता है। चुंबकीय डोमेन की संरेखित संरचना विकृत हो जाती है, नेट चुंबकीय क्षेत्र को कमजोर करती है। नुकसान को रोकने के लिए: (1) चुंबकीय कील को गर्मी और कंपन से दूर रखें, (2) इसे अन्य चुंबकों या गैर-संरेखित चुंबकीय सामग्रियों से दूर रखें जो डोमेन संरेखण को बाधित कर सकते हैं, (3) इसे नरम लोहे की कीपर (एक जुवा) में रखें जो एक बंद चुंबकीय सर्किट प्रदान करता है, बाहरी क्षेत्र गड़बड़ी को कम करता है, या (4) इसे समय-समय पर रगड़ने की विधि का उपयोग करके पुनः चुंबकीय बनाएँ। **Q4. समझाइए कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय विषुवत रेखा की तुलना में चुंबकीय ध्रुवों पर मजबूत क्यों है।** उत्तर: पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र बाहरी कोर में पिघले हुए लोहे की संवहन धाराओं से उत्पन्न होता है। ये धाराएँ एक द्विध्रुव चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं जो एक बार चुंबक के समान होता है। चुंबकीय ध्रुवों पर (इस द्विध्रुव की अक्ष के पास), चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएँ सबसे केंद्रित और सघनता से पैक होती हैं, जिससे अधिकतम क्षेत्र शक्ति होती है। चुंबकीय विषुवत रेखा पर, क्षेत्र रेखाएँ अधिक फैली हुई होती हैं और पृथ्वी की सतह के समानांतर चलती हैं, जिससे कमजोर नेट ऊर्ध्वाधर घटक होता है। यह है कि ध्रुवों के पास उच्च अक्षांश पर कम्पास सूई अधिक तीव्रता से डूबती है और विषुवत रेखा पर लगभग क्षैतिज रहती है (चुंबकीय प्रवणता अक्षांश के साथ भिन्न होती है)। क्षेत्र की शक्ति ≈ ध्रुवों पर 25–65 माइक्रोटेस्ला बनाम विषुवत रेखा पर ≈ 30 माइक्रोटेस्ला, दिशात्मक भिन्नता डूबने के कोण को निर्धारित करती है।

**केस-स्टडी प्रश्न: एक असामान्य स्थान पर चुंबकीकृत कंपास** **परिदृश्य:** एक भूवैज्ञानिक हिमालय की एक गुफा में यात्रा करती है और पाती है कि उसकी कंपास सुई सही उत्तर की ओर नहीं इंगित करती। इसके बजाय, यह लगातार पश्चिम की ओर 35° इंगित करती है। वह यह भी नोट करती है कि जब वह कंपास को जमीन पर (क्षैतिज अभिविन्यास) रखती है, तो सुई एक असामान्य 60° कोण पर नीचे की ओर झुक जाती है। स्थानीय चट्टानों में मैग्नेटाइट (Fe₃O₄) की उच्च सांद्रता है, जो एक शक्तिशाली प्राकृतिक चुंबक है। **(a) यहाँ क्या हो रहा है? दोनों विसंगतियों की पहचान करें और उनके कारणों की व्याख्या करें।** **(b) कौन सी कंपास रीडिंग—चुंबकीय झुकाव या चुंबकीय विचलन—मैग्नेटाइट चट्टानों से प्रभावित हैं? समझाएं कि ऐसा क्यों है।** **(c) भूवैज्ञानिक अपनी कंपास रीडिंग को सही भौगोलिक दिशा निर्धारित करने के लिए कैसे ठीक करेगी?** **(d) यदि भूवैज्ञानिक एक मैग्नेटाइट पत्थर को आधा तोड़ दे, तो क्या प्रत्येक आधा अभी भी चुंबकत्व प्रदर्शित करेगा? ध्रुव सिद्धांत का उपयोग करके अपने उत्तर को न्यायसंगत ठहराएं।** **पूर्ण समाधान:** **(a) दोनों विसंगतियाँ और उनके कारण:** विसंगति 1: कंपास सुई सही उत्तर से पश्चिम की ओर 35° इंगित करती है, न कि चुंबकीय उत्तर के साथ संरेखित होती है। — यह मैग्नेटाइट चट्टानों से स्थानीय चुंबकीय हस्तक्षेप के कारण चरम चुंबकीय विचलन है। — मैग्नेटाइट एक मजबूत लौह-चुंबकीय खनिज (Fe₃O₄) है जिसमें स्थायी चुंबकीय गुण हैं। — गुफा में केंद्रित मैग्नेटाइट जमा एक शक्तिशाली स्थानीयकृत चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं जो पृथ्वी के कमजोर पृष्ठभूमि चुंबकीय क्षेत्र पर हावी हो जाता है। — कंपास सुई पृथ्वी के चुंबकीय उत्तर के बजाय इस मजबूत स्थानीय क्षेत्र के साथ संरेखित हो जाती है। — हिमालय में सामान्य विचलन ≈ 1–2°W; 35°W स्पष्ट रूप से असामान्य है। विसंगति 2: कंपास सुई पृथ्वी के सामान्य झुकाव (≈ 35°–45° हिमालय में) के बजाय 60° पर नीचे की ओर झुकती है। — यह मैग्नेटाइट क्षेत्र की ज्यामिति के कारण असामान्य चुंबकीय झुकाव को दर्शाता है। — यदि मैग्नेटाइट जमा का उत्तरी ध्रुव जमीन में नीचे की ओर उन्मुख है, तो इसकी क्षेत्र रेखाएं तेजी से नीचे की ओर इंगित करेंगी, कंपास सुई को 60° तक झुकने के लिए मजबूर करेंगी। — यह चरम झुकाव स्थानीय मैग्नेटाइट क्षेत्र और पृथ्वी के क्षेत्र के सदिश जोड़ द्वारा उत्पन्न होता है। **(b) प्रभावित रीडिंग: चुंबकीय विचलन (मुख्य रूप से) और झुकाव (द्वितीयक रूप से)** मैग्नेटाइट चट्टानें दोनों को प्रभावित करती हैं, लेकिन मुख्य रूप से विचलन: — **चुंबकीय विचलन** सही उत्तर से कंपास सुई का क्षैतिज कोणीय विचलन है। 35°W विचलन सीधे स्थानीय मैग्नेटाइट क्षेत्र के क्षैतिज घटक के कंपास पर हावी होने के कारण है। — **चुंबकीय झुकाव** क्षैतिज के नीचे का कोण है। असामान्य 60° झुकाव स्थानीय क्षेत्र के ऊर्ध्वाधर घटक को दर्शाता है। नीचे की ओर इंगित करने वाले ध्रुव वाली मैग्नेटाइट एक तीव्र नीचे की ओर का क्षेत्र बनाती है जिसके साथ कंपास सुई संरेखित हो जाती है। मैग्नेटाइट इन प्रभावों का कारण क्यों बनता है: — मैग्नेटाइट एक द्विध्रुवीय क्षेत्र (किसी भी चुंबक की तरह) उत्पन्न करता है जिसका क्षेत्रीय प्रभाव होता है, जो वैश्विक पृथ्वी चुंबकीय क्षेत्र को स्थानीय रूप से ओवरराइड करता है। — कंपास सुई सभी चुंबकीय क्षेत्रों के सदिश योग के प्रति संवेदनशील है; यदि स्थानीय मैग्नेटाइट क्षेत्र मजबूत है, तो सुई विशेष रूप से इसके प्रति प्रतिक्रिया करती है। — प्रभाव अयस्क जमा के करीब सबसे मजबूत होता है और दूरी के साथ घटता है (क्षेत्र की शक्ति ∝ 1/r³)। **(c) कंपास रीडिंग को सही करना:** चरण 1: खगोलीय अवलोकन या GPS का उपयोग करके स्थानीय चुंबकीय विचलन को मापें। — तारों की स्थिति या GPS रिसीवर का उपयोग करके सही उत्तर दिशा देखें। — कंपास रीडिंग की सही उत्तर दिशा से तुलना करें: अंतर स्थानीय विचलन = 35°W है। चरण 2: कंपास बेयरिंग को समायोजित करें। — यदि कंपास

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