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.


Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Listrik Statis (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda


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
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

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
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

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
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

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.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel