soal gejala kemangnetan

1.Perhatikan gambar!

Suatu penghantar dialiri arus listrik I = 9 A. Jika jari-jari kelengkungan R = 2π cm dan µ0 = 4π . 10-7 Wb/A.m maka besar induksi magnetik dititik P adalah...
A. 3 . 10-5 T
B. 5 . 10-5 T
C. 9 . 10-5 T
D. 12 . 10-5 T

Pembahasan:
 
Jawaban: A

2. Sebuah kawat lurus dialiri arus listrik 5 A seperti gambar (µ0 = 4π . 10-7Wb/A.m)

Besar dan arah induksi magnetik di titik P adalah...

A. 4 . 10-5 T ke kanan

B.  4 . 10-5 T ke kiri

C.  5 . 10-5 T tegak lurus menuju bidang kertas

D. 5 . 10-5 T tegak lurus menjauhi bidang kertas

Pembahasan

Menghitung induksi magnetik disekitar kawat lurus panjang.

(arah menjauhi bidang kertas)
Jawaban: D
3.Seutas kawat panjang berarus listrik I tampak seperti gambar.

Jika induksi magnetik di P adalah B, maka induksi magnetik dititik Q adalah...
a. 3B
b. 2B
c. ½ B
e. 1/3 B

Pembahasan

Bandingkan persamaan induksi magnetik di Q dengan di P.
B / Bq = 3

Bq = 1/3 B

Jawaban: c

4.Kawat dialiri arus listrik I seperti pada gambar!

Pernyataan sesuai gambar di atas induksi magnetik di titik P akan:
(1) sebanding kuat arus I
(2) sebanding 1/a
(3) tergantung arah arus listrik I
Pernyataan yang benar adalah ...
A. 1, 2 dan 3
B. 1 dan 2
C. 1 dan 3
D. hanya 1 saja

 

Pembahasan

Maka berdasarkan persamaan induksi magnetik disekitar kawat lurus panjang, induksi magnetik di P:

1) sebanding kuat arus

2) sebanding 1/a

3) tergantung arah arus listrik I

Jawaban: A

.

5.Perhatikan gambar kawat yang dialiri arus berikut.

Besar induksi magnetik di titik P adalah..( µ0 = 4π . 10-7 Wb/A.m)

A.  0,5π . 10-5 T

B.   π . 10-5 T

C.  1,5π . 10-5 T

D.  2,0π . 10-5 T

Pembahasan

Induksi magnetik di P adalah:

 (1/4 diperoleh karena seperempat lingkaran)

jawab: A

6.Selembar kawat berarus listrik dilengkungkan seperti gambar.

Jika jari-jari kelengkuangan sebesar 50 cm, maka besarnya induksi magnetik di pusat kelengkungan adalah...

A. 1/3 π . 10-7 T

B.  1 . 10-7 T

C. 2 . 10-7 T

D.  2π . 10-7 T

Pembahasan

Induksi magnetik dipusat kelengkungan:

(1/3 didapat dari sepertiga lingkaran)

Jawaban:D

7.Suatu selenoida panjang 2 meter dengan 800 lilitan dan jari-jari 2 cm. Jika selenoida itu dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukan induksi magnetik di ujung selenoida? .. ( µ0 = 4π . 10-7 Wb/A.m)

A. 4π . 10-5 T

B.  8π . 10-7 T

C.  4π . 10-6 T

D. 8π . 10-5 T

Pembahasan

Induksi magnetik diujung selenoida:

Jawaban: A

 8.Sebuah elektron bergerak dari A dengan kecepatan v memasuki medan magnet homogen B secara tegak lurus.

Salah satu lintasan yang mungkin dilalui elektron adalah...
A. Mengikuti lintasan I
B. Mengikuti lintasan II
C. Mengikuti lintasan III
D. Masuk ke bidang gambar

Pembahasan

Gunakan kaidah tangan kanan.

Jawaban: A

soal hukum listrik dinamis

essay dan pilihan ganda

  1.Sebuah alat pemanas air dengan daya P dipasang pada tegangan V memerlukan waktu 10 menit untuk menaikkan suhu air dari 10° menjadi 50°. Jika dua buah pemanas yang sama disusun seri, tentukan waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu air pada jumlah dan selisih suhu yang sama!
 Pembahasan
Susunan Seri, daya total seperti contoh di atas akan menjadi 1/2 P, sehingga waktu yang diperlukan menjadi dua kali lebih lama
t = t₁ + t₂
t = 10 menit + 10 menit = 20 menit

2.Pemanas air dari 210 watt, digunakan untuk memanaskan 2 liter air. Jika massa jenis air 1000 kg/m³ dan kalor jenis air 4200 J/kg°C, perkirakan lama waktu yang diperlukan untuk kenaikan suhu air sebesar 36°C! 
a.27menit
b. 21 menit
c.12 menit
d.24 menit
Pembahasan:
Massa air yang dipanaskan

m = ρ V
m = 1000 kg/m³ x (2 x 10⁻³ m³ )= 2 kg

Waktu yang diperlukan
Pt = mcΔT
(210)t = 2(4200)(36)
t = 1440 sekon = 1440 / 60 = 24 menit
jawab : d
3.Misalkan terdapat sebuah kawat logam yang panjangnya adalah 1 cm dan memiliki diameter 5 mm serta resistivitasnya 1,76 x 10^-8 ohm.meter, berapakah resistansi dari kawat tersebut ?
a. 4,6x10^-6 Ω        
b. 4,9x10^-6 Ω
c. 3,6x10^-6 Ω
d.  4,2x10^-6 Ω
Pembahasan
l = 1 cm = 0,01 m = 10^-2 m
r = 1/2 diameter = 2,5 mm = 2,5x10^-3 m
Kemudian gunakan persamaan :
R = ρ

l A

Dimana A adalah luas penampang lingkaran πr²,sehingga :
R = ρ

l 2πr²

R = (1,76 x 10^-8)

10^-2 2(3,14)(2,5x10^-3)²

≈ 4,6x10^-6 Ω

jawab: a
4.Nilai resistansi tembaga pada temperatur 0^oC adalah 3,45 ohm. Berapakah resistansinya jika temperatur naik menjadi 50^oC, jika diketahui α =4,3 x10^-3 C^-1 ?
a. 4,75 Ω
b. 4,57 Ω
c.5,10 Ω
d.4,23Ω
Pembahasan
R = R₀(1 + α . ΔT)
R = 3,35(1 + 4,3x10^-3 .(50 - 0)
R = 3,35(1 + 215x10^-3
R = 4,57 Ω
jawab:b
5.Diketahui sebuah rangkaian listrik seperti gambar di bawah ini adalah :

Maka hambatan total dari ketiga resistor tersebut adalah :
a. 9,0 Ω
b. 7,0 Ω
c. 5,2 Ω
d. 9,2 Ω

Pembahasan

Langkah Pertama, cari dulu hambatan pada rangkaian paralelnya :

1 R_p

=

1 2

+

1 3

=

2 + 3 6

=

5 6

R_p =

6 5

= 1,2 Ω

Langkah berikutnya Jumlahkan total rangkaian paralel yang barusan kita cari dengan hambatan lainnya, dimana rangkaiannya adalah seri :
Total Hambatan = 1,2 Ω + 4 Ω = 5,2 Ω

Jawab: C

6.Perhatikan gambar rangkaian listrik dibawah ini :

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5Ω , besar kuat arus yang melalui rangkaian tersebut adalah ...
a. 0,5 A
b. 1,5 A
c. 1,8 A
d. 4,5 A

Pembahasan

Dari gambar rangkaian diatas, hambatan totalnya adalah jumlah hambatan luar (R) ditambah dengan hambatan dalam (r).
Untuk menyelesaikannya, kita gunakan Hukum II Kirchhoff dimana :
ΣE = I . R_t
R + r = I . R_t
18 + (−9) = I × (2 + 3 + 0,5 + 0,5)
9 = 6.I
I =

9 6

= 1,5 A

Jawab : b

7.Jika dalam kawat mengalir kuat arus sebesar 5 A. Berapakah jumlah muatan yang melewati luas penampang kawat dalam waktu 1 menit ?

a. 200 Coulomb  

b. 100 Coulomb  

c. 300 Coulomb 

d. 150 Coulomb
Pembahasan

I =

q t

5 =

q 60

q = 5 x 60 = 300 Coulomb 

jawab: c

8.Coba anda perhatikan gambar di bawah ini :

Berapakah kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R₂ ?
A.   0,7 A
B.   1,3 A
C.   2,0 A
D.   3,0 A
Pembahasan

a. Terlebih dahulu, kita cari hambatan total R₂ dan R₃ dimana kedua hambatan tersebut secara paralel, maka hambatan totalnya :

1 R_total(2,3)

=

1 R₂

+

1 R₃

1 R_total(2,3)

=

1 3

+

1 6

1 R_total(2,3)

=

2 + 1 6

=

3 6

R_total(2,3) =

6 3

= 2 Ω
b. Langkah berikutnya kita cari hambatan total antara R₁ dengan R_total(2,3), dimana rangkaian ini disusun secara seri, maka hambatannya adalah :
R_total(1,2,3) = R₁ + R_total(2,3)
R_total(1,2,3) = 1 + 2 = 3 Ω

c. Langkah ketiga adalah dicari arus totalnya :
I =

V R_total(1,2,3)

I =

6 3

= 2 A
d. Kemudian baru kita cari arus yang mengalir pada R₂ dimana disini kita namakan I₂. Maka arusnya adalah :
I₂ =

R₂ R₂ + R₃

x I
I₂ =

3 3 + 6

x 2
I₂ =

2 3

x 2 = 1,3 A
Jawab : B , dimana arus listrik yang mengalir pada hambatan R₂ adalah 1,3 A. 

9.
Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut!

Kuat arus listrik total yang mengalir pada rangkaian adalah
a. 1,2 A
b 1,5 A
c. 2,1 A
d. 2,2 A
pembahasan:
Diketahui:

Ditanyakan: I?

• Gabungkan R₃ dan R₄ menjadi R_c1
  
• Gabungkan R_c1 dan R₂ menjadi R_c2
  
• Gabungkan R_c2 dan R₁ menjadi R_t
  
• Hitung Arus dengan persamaan Kirchoff 2

Nilai negatif menandakan arah arus berlawanan dengan anggapan awal.
jawab: a

10.Daya yang terdisipasi pada masing-masing lampu pada gambar di bawah ini adalah sama besar. Perbandingan hambatan R₁ : R₂ : R₃ adalah …

Jawab
Diketahui:
P₁ = P₂ = P₃
Ditanyakan: R₁ : R₂ : R₃?

R₁ dan R₂ digabungkan menjadi satu resistor R_p, dengan arus mengalir melewatinya I_p.

.

SOAL HUKUM KELISTRIKAN ARUS SEARAH

 essay dan pilihan ganda

1.Perhatikan gambar susunan beberapa hambatan listrik berikut ini! Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

a. 11 Ohm      c. 12 Ohm

b.13 Ohm       d. 9 Ohm

Pembahasan

Rangkaian di atas adalah rangkaian seri murni, sehingga tinggal dijumlahkan saja.

Rp = 2 + 3 + 6 = 11 Ohm

jawaban : A

2.Perhatikan gambar susunan tiga hambatan berikut ini!

Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

a. 2        c.3

b.1         d.6

Pembahasan

Rangkaian di atas berupa paralel murni sehingga :

jawaban:B

3.10 buah hambatan identik masing-masing sebesar 10 Ω disusun seperti gambar berikut!

Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

a.4,8 Ohm      c.2,1 Ohm

b.4,6 Ohm      d. 1,1 Ohm

Pembahasan

Seri antara R2 dan R3 , namakan R23 :

Seri antara R4, R5 dan R6 namakan R46 :

Seri antara R7 , R8 , R9 dan R10 namakan R710

Paralel antara R1, R23, R46 dan R710 menghasilkan RAB:

1/RAB = 1/10 + 1/20 + 1/30 + 1/40

1/RAB = 12/120 + 6/120 + 4/120 + 3/120

RAB = 120 / 25 = 4,8 Ohm

jawaban: a

Soal No. 4
10 buah hambatan listrik disusun seperti gambar berikut! Masing-masing hambatan adalah identik dan besarnya 120 Ω .



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaiandi atas!

a.260       c.250

b. 150      d.390

Pembahasan
Paralel antara R2 dan R3 namakan R23 sebesar 60 Ω
Paralel antara R4 , R5 dan R6 namakan R46 sebesar 40 Ω
Paralel antara R7 , R8 , R9 dan R10 namakan R710 sebesar 30 Ω
Seri antara R1 , R23 , R46 dan R710 menghasilkan RAB

RAB = 120 + 60 + 40 + 30 = 250 Ω

jawaban: c

Soal No. 5
8 buah hambatan dengan nilai masing masing :
R1 = 10 Ω
R2 = 2 Ω
R3 = 3 Ω
R4 = 17 Ω
R5 = 20 Ω
R6 = 20 Ω
R7 = 8 Ω
R8 = 10 Ω



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!
 a.34     c.32

b.78       d. 30
Pembahasan
→ Seri R3 dan R4 namakan R34
R34 = R3 + R4 = 3 + 17 = 20 Ω
→ Paralel antara R5 dan R34 namakan R35
R35 = 10 Ω
→ Seri antara R2, R35 dan R7 namakan R27
R27 = 2 + 10 + 8 = 20 Ω
→ Paralel antara R27 dan R6 namakan R276
R276 = 10 Ω
→ Seri antara R1 , R276 dan R8 menghasilkan RAB

RAB = 10 + 10 + 10 = 30 Ω

jawaban: d

Soal No. 6
8 buah hambatan indentik masing-masing senilai 10 Ω disusun seperti gambar berikut!



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik P dan R !
a.12     c.30

b.34      d.32
Pembahasan
Karena R2 dan R4 tidak akan di aliri arus listrik / rangkaian terbuka, maka anggap tidak ada.
→ Seri R5 dan R6 :
R56 = 20 Ω
→ Seri R7 dan R8 :
R78 = 20 Ω
→ Paralel R56 dan R78 :
R58 = 10 Ω
→ Seri R1 , R58 dan R3 menghasilkan RPQ :

RPQ = 10 + 10 + 10 = 30 Ω

jawaban: c

7. Sebuah hambatan yang besarnya 200 ohm dihubungkan dengan beda potensial listrik sebesar 12 volt. Berapakah besar kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan tersebut ?

a. 0,09 ampere

b. 0,06 ampere

c. 0,10 ampere

d. 0,01 ampere

pembahasan:

Diketahui : R = 200 Ohm

V = 12 volt

Ditanyakan : I = .................... ?

V = I . R

12 = I . 200

I =12 / 200

I = 0,06 ampere

jawaban: b 

 

8.

 

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu hambatan paralel:

1/Rp = 1/3 + 1/2 = (2 + 3) / 6 = 5/6 Ohm

Rp = 6/5 Ohm = 1,2 Ohm

Menghitung hambatan total

R = 4 Ohm + 1,2 Ohm = 5,2 Ohm

jawab:E

j9. Sebuah rangkaian listrik terdiri atas sebuah sumber tegangan V dan sebuah hambatan R sehingga arus yang mengalir pada R adalah I. Salah satu cara untuk mengurangi arus yang mengalir pada R menjadi I/2 adalah dengan memasang hambatan lain sebesar R secara paralel dengan hambatan tersebut dan sumber tegangan diubah menjadi V/2.

pembahasan:

Arus yang mengalir pada masing-masing hambatan dalam susunan hambatan paralel berbanding terbalik dengan nilai masing-masing hambatan itu.

.

10.Tiga buah hambatan berturut-turut 20 Ohm, 30 Ohm dan 30 Ohm dirangkaikan menjadi sebuah rangkaian listrik. Hitunglah besar hambatan total rangkaian tersebut jika :

a.hambatan disusun seri !

b.hanbatan disusun paralel !

Diketahui :

R1 = 20 Ohm

R2 = 30 Ohm

R3 = 30 Ohm

Ditanyakan :

a) Rt = ..................... ? seri

b) Rt = ..................... ? paralel

a)Rt = R1 + R2 + R3

   Rt = 20 + 30 + 30

   Rt = 80 Ohm