10 Soal & Pembahasan Medan Magnet (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Bab medan magnet mencakup beberapa
bahasan, seperti hubungan medan magnet dengan arus, solenoid, toroida, gaya
Lorentz, efek hall, kawat melingkar, kawat lurus, dan dua konduktor berarus.
Berikut soal latihan dan pembahasan pada medan magnet yang dapat
dipelajari sebelum ujian.
Pilihlah jawaban yang tepat dari
pilihan di bawah ini.
1. Berikut ini salah satu cara
membuat magnet adalah . . .
a. Menyentuh inti besi kepada salah
satu kutub magnet
b. Memberikan muatan pada inti besi
c. Menggosok-gosokan inti besi pada
magnet secara searah
d. Menggosok-gosokan inti besi pada
magnet secara bolak-balik
e. Memasukkan energi listrik pada
inti besi
Pembahasan :
Menyentuhkan inti besi pada salah
satu kutub magnet hanya membuat inti besi terinduksi sementara selama ia masih
menyentuh.
Inti besi dapat memunculkan medan
magnet saat diberi muatan tetapi harus muatan bergerak. Inti besi dapat
terinduksi menjadi kutub U-S, jika muatan memutar pada loop (lilitan) yang
melingkupinya. Jadi, kasus ini terbalik.
Menggosokan inti besi secara
bolak-balik tidak akan berhasil.
Memasukkan energi listrik pada
inti besi akan menimbulkan medan magnet di sekelilingnya. Jika ingin kutub U-S,
maka arus listrik harus berada pada di loop mengelilingi inti besi.
Jawaban C.
2. Berikut ini salah satu bahan paramagnetik
adalah . . .
a. Besi
b. Baja
c. Platina
d. Plastik
e. Emas
Pembahasan :
Feromagnetik adalah material yang
memiliki gaya tarik yang kuat terhadap magnet, seperti baja, kobalt, nikel,
besi.
Paramagnetik adalah material yang
memiliki gaya tarik lemah terhadap magneti, seperti alumunium, platina.
Diamagnetik adalah material yang
tidak memiliki gaya tarik terhadap magnet, seperti emas, seng, timah, bismuth.
Jawaban C.
3. Medan magnet dapat dihasilkan dari
arus listrik. Pernyataan ini merupakan pernyataan dari . . .
a. Biot-Savart
b. Faraday
c. Ampere
d. Oersted
e. Hertz
Pembahasan :
Ketika
peragaan kuliah, Oersted tidak sengaja menemukan hubungan arus listrik dan
medan magnet. Pengamatan dilakukan dengan mendekatkan kawat berarus pada jarum
kompas. Hal ini menyebabkan arus kompas menyimpang.
Maxwell
yang menemukan bahwa perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet.
Faraday
dan Henry menemukan bahwa medan magnet yang berubah-ubah pada rangkaian dapat
menciptakan arus listrik.
Ampere
menemukan bahwa terdapat medan magnet yang mengelilingi kawat berarud berbentuk
loop tertutup.
Hukum Biot
dan Savart menemukan persamaan yang menentukan nilai medan magnet pada titik
tertentu, dimana medan magnet tersebut dihasilkan dari sebuah arus listrik.
Hertz
menemukan bahwa medan magnet dihasilkan dari muatan yang bergerak (arus) dan
membuat gaya magnet meningkat.
Jawaban D.
4. Perhatikan faktor-faktor berikut.
1) Permeabilitas bahan
2) Jarak titik terhadap kawat
3) Arus listrik
4) Kecepatan muatan
Faktor yang mempengaruhi besar
induksi magnet ditunjukkan nomor . . .
a. 1, 2, dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 4 saja
e. Benar semua
Pembahasan :
B = μ0I/2πa
Jawaban A.
5. Perhatikan gambar berikut ini !
|
Gambar yang tepat terkait arah
medan magnet adalah . . .
a. a
b. b
c. c
d. d
e. tidak ada jawaban
Pembahasan :
Kita dapat menggunakan kaidah
tangan kanan. Jempol dan 4 jari lainnya melingkar. Jempol untuk arah arus
listrik (I) dan 4 jari melingkar lainnya medan magnet (B).
Jawaban C.
6. Arus listrik mengalir sepanjang kawat
dari arah Utara ke Selatan. Arah medan magnet di bagian Barat kawat tersebut
adalah . . .
a Bawah
b. Atas
c. Timur
d. Selatan
e. Utara
Pembahasan :
Kita dapat menggunakan kaidah tangan
kanan. Jempol menunjukkan arus listrik (I) dan 4 jari tangan melingkar
menunjukkan medan magnet (B).
Kita anggap gerak utara ke selatan adalah
keluar bidang, maka medan magnet berlawanan arah jarum jam. Medan magnet
sebelah barat adalah ke bawah.
Jawaban A.
7. Kawat lurus dialiri arus 2 A dari atas ke
bawah. Besar dan arah medan magnet pada jarak 2 cm (2 x 10-2) di
kanan kawat adalah . . .
a. 2 x 10-5 T menuju pembaca
b. 2 x 10-5 T menjauhi pembaca
c. 4 x 10-5 T menuju pembaca
d. 4 x 10-5 T menjauhi pembaca
e. 8 x 10-5 T menuju pembaca
Pembahasan :
B = μ0I/2πa
B = (4π x 10-7)(2)/2π(2
x 10-2)
B = 2 x 10-5 T
Kita menggunakan kaidah tangan kanan
jempol dan 4 jari lainnya melingkar. Medan magnet di sebelah kanan adalah
keluar bidang.
Jawaban A.
8. Perhatikan gambar berikut ini !
|
Dua kawat lurus disusun sejajar seperti
pada gambar. Pernyataan yang tepat terkait kedua kawat tersebut, kecuali
. . .
a. Besar induksi magnet total pada titik P
adalah 2 x 10-6 T
b. Arah induksi magnet total pada titik P
adalah keluar bidang kertas
c. Induksi magnet pada titik P oleh kawat 1
besarnya 2/3 kali induksi magnet oleh kawat 2
d. Induksi magnet pada titik P oleh kawat 1
adalah masuk bidang kertas
e. Induksi magnet pada titik P oleh kawat 2
sebesar 4 x 10-6 T
Pembahasan :
*Medan magnet di titik p oleh kawat 1
Bp1 = μ0I/2πa
Bp1 = (4π x 10-7)(2)/2π(1 x 10-1)
Bp1 = 4 x 10-6
*Medan magnet di titik p oleh kawat 2
Bp2 = μ0I/2πa
Bp2 = (4π x 10-7)(6)/2π(2 x 10-1)
Bp2 = 6 x 10-6
*Medan magnet total
∑B = Bp2 - Bp1
∑B = 6 x 10-6 - 4 x 10-6
∑B = 2 x 10-6 keluar
bidang
*Perbandingan Bp1 dan Bp2
adalah 2:3
Jawaban E.
9. Dua kawat sejajar dialiri arus 1 A pada
kawat 1 dan 4 A pada kawat 2. Jarak antara kedua kawat adalah 10 cm. Berikut
ini adalah pernyataan-pernyataan terkait medan magnet diantara kedua magnet.
1) Medan magnet di tengah-tengah kedua kawat
mempunyai arah yang sama apabila arah arus keduanya searah.
2) Jika arah arus kedua kawat searah, maka
medan magnet kedua kawat sama dengan nol pada jarak 2 cm di kanan kawat 1.
3) Jika arah arus pada kedua kawat
berlawanan, maka medan magnet diantara kedua kawat bernilai nol di
tengah-tengah kawat.
4) Jika jarak antara kedua kawat
dilipatgandakan (20 cm), maka medan magnet di tengah-tengah kawat menjadi
setengah kali semula.
Pernyataan yang benar ditunjukkan nomor .
. .
a. 1, 2, dan 3
b. 2 dan 4
c. 1 dan 3
d. 4 saja
e. Semua benar
Pembahasan :
Pernyataan 1
Medan magnet di tengah-tengah kawat
berbeda. Kawat 1 masuk dan kawat dua keluar.
Pernyataan 2
*Medan magnet pada jarak 2 cm di kanan
kawat 1
Bp1 = μ0I/2πa
Bp1 = (4π x 10-7)(1)/2π(2 x 10-2)
Bp1 = 1 x 10-5
*Medan magnet pada jarak 8 cm di kiri
kawat 2
Bp2 = μ0I/2πa
Bp2 = (4π x 10-7)(4)/2π(8 x 10-2)
Bp2 = 1 x 10-5
Pernyataan 2 benar
Pernyataan 3
Medan magnet di tengah-tengah
tidak nol karena arus kedua kawat berbeda. Memang mereka saling berlawanan
(menghilangkan).
Pernyataan 4
*Medan magnet pada jarak 5 cm di kanan
kawat 1
Bp1 = μ0I/2πa
Bp1 = (4π x 10-7)(1)/2π(5 x 10-2)
Bp1 = 2/5 x 10-5
*Medan magnet pada jarak 5 cm di kiri
kawat 2
Bp2 = μ0I/2πa
Bp2 = (4π x 10-7)(4)/2π(5 x 10-2)
Bp2 = 8/5 x 10-5
∑B = (8/5 x 10-5)-( 2/5
x 10-5) = 6/5 x 10-5
*Medan magnet pada jarak 10 cm di kanan
kawat 1
Bp1 = μ0I/2πa
Bp1 = (4π x 10-7)(1)/2π(10 x 10-2)
Bp1 = 2/10 x 10-5
*Medan magnet pada jarak 10 cm di kiri
kawat 2
Bp2 = μ0I/2πa
Bp2 = (4π x 10-7)(4)/2π(10 x 10-2)
Bp2 = 8/10 x 10-5
∑B = (8/10 x 10-5)-(2/10
x 10-5) = 6/10 x 10-5
*Dari 6/5 x 10-5 dan
6/10 x 10-5 , berubah menjadi 1/2 kali semula
Pernyataan 4 benar.
Jawaban B.
10. Perhatikan gambar berikut !
|
Dua kawat disusun secara tegak lurus (tak
menyentuh) seperti pada gambar di atas. Besar dan arah induksi magnet di titik
P adalah . . .
a. 10-6 T keluar bidang
b. 10-6 T masuk bidang
c. 2 x 10-6 T keluar bidang
d. 2 x 10-6 T masuk bidang
e. 3 x 10-6 T keluar bidang
Pembahasan :
*Medan magnet pada jarak 20 cm = 0,2 m di
atas kawat 1 (2A)
Bp1 = μ0I/2πa
Bp1 = (4π x 10-7)(2)/2π(2 x 10-1)
Bp1 = 2 x 10-6
*Medan magnet pada jarak 20 cm = 0,2 m di
kanan kawat 2 (3A)
Bp2 = μ0I/2πa
Bp2 = (4π x 10-7)(3)/2π(2 x 10-1)
Bp2 = 3 x 10-6
∑B = (3 x 10-6)-( 2 x
10-6) = 1 x 10-6 T
Jawaban A.
Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Medan Magnet (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda
Itulah, 10 soal dan pembahasan terkait medan magnet (bagian 1). Kita akan membahas 10 soal lagi. Silahkan, tekan link baca selanjutnya.