soal dan pembahasan kemagnetan
1.
Perhatikan gambar!
Kedua paku ini menjadi magnet batang setelah didekatkan dengan magnet, maka kutub-kutub paku AB dan paku CD adalah....
A. A = selatan, B = Utara, C = Selatan, D = Selatan
B. A = Utara, B = Selatan, C = Utara, D = Selatan
C. A = Selatan, B = Utara, C = Utara, D = Selatan
D. A = Utara, B = Selatan, C = Selatan, D = Utara
pembahasan
A = Utara
B = Selatan
C = Utara
D = Selatan
Kedua paku ini menjadi magnet batang setelah didekatkan dengan magnet, maka kutub-kutub paku AB dan paku CD adalah....
A. A = selatan, B = Utara, C = Selatan, D = Selatan
B. A = Utara, B = Selatan, C = Utara, D = Selatan
C. A = Selatan, B = Utara, C = Utara, D = Selatan
D. A = Utara, B = Selatan, C = Selatan, D = Utara
pembahasan
A = Utara
B = Selatan
C = Utara
D = Selatan
2.
Kawat x dan y terpisah pada jarak 2 m. Kawat x dialiri
arus listrik 2 A ke kanan seperti ditunjukkan pada gambar.
Jika μ0 = 4π.10−7 W.A−1.m−1 dan terjadi gaya tolak-menolak per satuan panjang antara kedua kawat sebesar 2×10−7 N.m−1 maka besar dan arah arus pada kawat y adalah ....
A. 4 A ke kiri
B. 2 A ke kanan
C. 2 A ke kiri
D. 1 A ke kanan
E. 1 A ke kiri
Pembahasan
Diketahui:
a = 2 m
Ix = 2 A
F/l = 2×10−7 N.m−1
a = 2 m
Ix = 2 A
F/l = 2×10−7 N.m−1
Ditanya : Iy...?
Jawab :
Gaya per satuan panjang antara kedua kawat tersebut memenuhi rumus
Iy = 1
kedua kawat sejajar dialiri arus listrik dengan arah yang sama
mengakibatkan gaya tarik-menarik.
Sedangkan pada soal di atas terjadi gaya tolak-menolak. Berarti kedua arusnya saling berlawanan arah. Karena kawat x dialiri arus listrik ke kanan maka arah arus listrik pada kawat y ke kiri.
Jadi, besar dan arah arus pada kawat y adalah 1 A ke kiri.
Sedangkan pada soal di atas terjadi gaya tolak-menolak. Berarti kedua arusnya saling berlawanan arah. Karena kawat x dialiri arus listrik ke kanan maka arah arus listrik pada kawat y ke kiri.
Jadi, besar dan arah arus pada kawat y adalah 1 A ke kiri.
3.
Perhatikan gambar berikut!
Jika arus listrik I dialirkan pada kawat AB maka arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah ….
A. ke arah B
B. ke kiri
C. ke kanan
D. tegak lurus masuk bidang kertas
E. tegak lurus keluar bidang kertas
Pembahasan
Gambar pada soal di atas
adalah kawat berarus listrik yang berada dalam medan magnet. Peristiwa ini
mengakibatkan kawat melengkung atau mengalami gaya magnetik yang dikenal dengan
sebutan gaya Lorentz.
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan tangan kanan berikut ini:
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan tangan kanan berikut ini:
Sementara itu, arah garis-garis gaya magnet (B) pada magnet batang adalah menuju kutub selatan (S).
Nah, mari kita terapkan aturan tangan kanan tersebut pada gambar soal.
·
Mula-mula arahkan empat jari ke arah S atau kanan.
·
Kemudian arahkan ibu jari ke arah bawah.
Maka akan didapat telapak
tangan mengarah ke pembaca atau tegak lurus keluar bidang kertas.
Jadi, arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah tegak lurus keluar bidang kertas (E).
Jadi, arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah tegak lurus keluar bidang kertas (E).
4.
Dua kawat sejajar yang berjarak 1 m satu sama lain dialiri
arus listrik masing-masing 1 A dengan arah yang sama. Diantara kedua kawat akan
terjadi...
A. Gaya tarik menarik sebesar 4 . 107 N/m
B. Gaya tolak menolak sebesar 2 . 107 N/m
C. Gaya tarik menarik
sebesar 2 . 107 N/m
D. Gaya terik menarik sebesar 2 . 10-7 N/m
E. Gaya tolak menolak sebesar 2 . 10-7 N/m
Pembahasan
5.
Perhatikan gambar :
l = kawat panjang
A = bidang datar tegak lurus I
N = Titik berada pada bidang A berjarak 1 cm dari i
l = kawat panjang
A = bidang datar tegak lurus I
N = Titik berada pada bidang A berjarak 1 cm dari i
Kawat I dialiri arus i = 50 ampere i ke atas. Besar
induksi magnetik di B....
A. 10−2 webber m−2
B. 10−3 webber m−2
C. 10−4 webber m−2
D. 10−5 webber m−2
E. 10−6 webber m−2
Pembahasan
A. 10−2 webber m−2
B. 10−3 webber m−2
C. 10−4 webber m−2
D. 10−5 webber m−2
E. 10−6 webber m−2
Pembahasan
Diketahui :
I = 50 Ampere
Ditanya : B...?
Jawab :
Kuat medan magnetik di sekitar kawat lurus berarus
Kuat medan magnetik di sekitar kawat lurus berarus
6.
Suatu solenoid panjang 2 meter dengan 800 lilitan dan
jari-jari 2 cm. Bila solenoid itu dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukanlah
induksi magnet pada ujung solenoid. (µo = 4π .10–7 Wb.A–1.m–1 ).
A. 4π .10–5 Wb.m–2
B. 8π .10–7 Wb.m–2
C. 4π .10–6 Wb.m–2
D. 8π .10–5 Wb.m–2
E. 2π .10–4 Wb.m–2
Pembahasan
A. 4π .10–5 Wb.m–2
B. 8π .10–7 Wb.m–2
C. 4π .10–6 Wb.m–2
D. 8π .10–5 Wb.m–2
E. 2π .10–4 Wb.m–2
Pembahasan
Diketahui :
L =2 meter
N =800 lilitan
r =2 cm
i = 0,5 A
µo = 4π .10–7 Wb.A–1.m–1
Ditanya : B...?
Ditanya : B...?
jawab :
Kuat medan magnet dari solenoida, lokasi di ujung solenoid
Kuat medan magnet dari solenoida, lokasi di ujung solenoid
7.
Seutas kawat panjang berarus listrik I. Sebuah titik
berjarak a dari kawat tersebut mempunyai induksi magnetik B. Besar induksi
magnetik di suatu titik berjarak 3a dari kawat tersebut adalah...
A. 3B
B. 2B
C. B
D. 1/2 B
E. 1/3 B
Pembahasan
Perbandingan kuat medan magnet antara dua titik di sekitar kawat lurus :
A. 3B
B. 2B
C. B
D. 1/2 B
E. 1/3 B
Pembahasan
Perbandingan kuat medan magnet antara dua titik di sekitar kawat lurus :
Diketahui :
a1 = a
a2 = 3a
B1 = B
a1 = a
a2 = 3a
B1 = B
Ditanya : B2 =.... ?
jawab :
jawab :
8.
Sebuah kawat PQ diletakkan di dalam medan magnet homogen seperti
gambar.
Jika kawat dialiri arus listrik dari Q ke P maka arah kawat akan melengkung ….
A. ke bawah
B. ke atas
C. ke samping
D. keluar bidang gambar
E. masuk bidang gambar
Pembahasan
Kawat PQ akan melengkung
karena berada dalam medan magnet. Hal ini karena kawat tersebut mengalami gaya
magnet (gaya Lorentz). Arah lengkungan kawat sesuai dengan arah gaya Lorentz
yang terjadi pada kawat tersebut.
Pada gambar di atas, arah medan magnet ditunjukkan dengan tanda silang. Berarti arah medan magnet tersebut masuk tegak lurus bidang kertas.
Sedangkan arus listrik pada kawat mengalir dari Q ke P. Berarti arah arus listriknya ke kiri.
Sekarang kita tentukan arah lengkungan kawat atau arah gaya magnetik yang terjadi.
Pada gambar di atas, arah medan magnet ditunjukkan dengan tanda silang. Berarti arah medan magnet tersebut masuk tegak lurus bidang kertas.
Sedangkan arus listrik pada kawat mengalir dari Q ke P. Berarti arah arus listriknya ke kiri.
Sekarang kita tentukan arah lengkungan kawat atau arah gaya magnetik yang terjadi.
Arahkan empat jari masuk tegak lurus bidang kertas.
Arahkan ibu jari ke kiri.
Maka akan diperoleh arah telapak tangan ke bawah.
Jadi, kawat PQ dalam medan magnet tersebut akan melengkung ke bawah .
9.
Seutas kawat lurus dialiri arus sebesar 15 A
dengan arah ke kanan. 8 mm dari kawat bergerak sebuah muatan positif sebesar
0,4 C dengan arah sejajar kawat dengan kelajuan 5 x 103 m/s.
Tentukan besar gaya magnetik yang bekerja pada muatan dan arahnya!
Pembahasan
Lebih dahulu cari besar medan magnet yang dihasilkan oleh kawat lurus pada jarak 8 mm:
B = μoI/2πa
B = (4π x 10−7)(15)/(2π)(8 x 10−3)
B = (15/4) x 10−4 Tesla
F = BQV sin 90°
F = ((15/4) x 10−4 )(0,4)(5 x 103)(1) = 0,75 Newton
Arah gaya sesuai kaidah tangan kanan adalah ke atas (mendekati kawat).
Tentukan besar gaya magnetik yang bekerja pada muatan dan arahnya!
Pembahasan
Lebih dahulu cari besar medan magnet yang dihasilkan oleh kawat lurus pada jarak 8 mm:
B = μoI/2πa
B = (4π x 10−7)(15)/(2π)(8 x 10−3)
B = (15/4) x 10−4 Tesla
F = BQV sin 90°
F = ((15/4) x 10−4 )(0,4)(5 x 103)(1) = 0,75 Newton
Arah gaya sesuai kaidah tangan kanan adalah ke atas (mendekati kawat).
10.
Dua kawat lurus yang panjangnya 2 m berjarak 1 m satu
sama lain. Kedua kawat dialiri arus yang sama besar dan arahnya berlawanan. Jika
gaya yang timbul pada kawat 1,5 × 10-7 N/m, tentukan kuat arus
yang mengalir pada kedua kawat tersebut!
Pembahasan
Diketahui:
l = 2 m
d = 1 m
F = 1,5 × 10-7 N/m
I1 = I2 = I
Besarnya kuat arus yang mengalir pada kedua kawat adalah:
I = 0,61 A
Karena I = I1 = I2 ,
maka I1 = 0,61 A dan I2 = 0,61 A.
Mantap!
ReplyDelete