materi fisika kelas X1: 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 :
Soal-Soal Rangkaian Paralel

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 :
Soal-Soal Rangkaian Paralel

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 :
Kumpulan Soal UN

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:
pembahasan soal rangkaian

Ditanyakan: I?

Gabungkan R₃ dan R₄ menjadi R_c1 $R_{c1} = R_3 + R_4 = 6 \Omega$
Gabungkan R_c1 dan R₂ menjadi R_c2 $R_{c2} = \frac{R_{c1} \cdot R_2}{R_{c1}+R_2} = \frac{36}{12} = 3 \Omega$
Gabungkan R_c2 dan R₁ menjadi R_t $R_t = R_{c2} + R_1 = 3 + 2 = 5 \Omega$
Hitung Arus dengan persamaan Kirchoff 2

$\Sigma \varepsilon = I \cdot R_t$

$6 - 12 = I \cdot 5$

$I = \frac{-6}{5} = -1,2 A$

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 …
contoh soal listrik dinamis