Beispiel für Fragen zum elektrischen Feld

1. Titik A berada pada jarak 5 cm dari muatan +10 mikro Coulomb. Besar dan arah medan listrik pada titik A adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 Mikro-Coulomb = 10^-6 C)
Diskussion
Ist bekannt :

Gefragt : Besar dan arah medan listrik pada titik A
Jawab :

Arah medan listrik di titik A :
Muatan listrik positif karenanya arah medan listrik menjauhi muatan listrik dan menjauhi titik A.

2. Jarak antara titik P dan muatan -20 mikro Coulomb adalah 10 cm. Tentukan kuat medan listrik dan arah medan listrik pada titik P.
Diskussion
Ist bekannt :

Gefragt : Besar dan arah medan listrik pada titik P
Jawab :

Arah medan listrik di titik A :
Muatan listrik negatif karenanya arah medan listrik menuju muatan listrik dan menjauhi titik P.

3. Dua muatan listrik terpisah sejauh 40 cm. Kuat medan listrik dan arah medan listrik pada titik yang terletak di tengah-tengah kedua muatan adalah…

Diskussion
Andaikan titik yang terletak di tengah-tengah kedua muatan adalah titik P.
Ist bekannt :

Gefragt : besar dan arah medan listrik pada titik yang terletak di tengah-tengah kedua muatan (titik P)
Jawab :
Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A pada titik P :

Muatan A negatif sehingga arah medan listrik menuju muatan A (ke kiri).
Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan B pada titik P :

Muatan B positif sehingga arah medan listrik menjauhi muatan B (ke kiri).
Resultierendes elektrisches Feld am Punkt A :
E_A und E_B searah karenanya dijumlahkan.
E = E_A + E_B
E = (4,5 x 10⁵) + (9 x 10⁵)
E = 13,5 x 10⁵ N / C
Die Richtung des elektrischen Feldes ist auf die Ladung A zu und von der Ladung B weg (nach links).

4. Kuat medan listrik nol terletak pada titik yang berjarak…

Diskussion
Muatan A positif dan muatan B positif sehingga kuat medan listrik nol terletak di tengah kedua muatan tersebut. Andaikan titik di mana kuat medan listriknya nol adalah titik P.
Ist bekannt :

Gefragt : kuat medan listrik nol terletak pada titik yang berjarak…
Jawab :
Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A pada titik P :

Muatan A positif sehingga arah medan listrik yang ditimbulkan muatan A pada titik P adalah menjauhi muatan A (ke kanan).
Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan B pada titik P :

Muatan B positif sehingga arah medan listrik yang ditimbulkan muatan B pada titik P adalah menjauhi muatan B (ke kiri).
Resultan medan listrik pada titik P = 0 :
E_A und E_B entgegengesetzte Richtung.
E_A - E_B = 0
E_A = E_B

Bestimmen Sie mithilfe der ABC-Formel den Wert von a.

Kuat medan listrik nol terletak pada titik yang berjarak 8 cm dari muatan A atau 12 cm dari muatan B.

5. Jarak dua muatan A dan B adalah 3 meter. Titik O berada di antara kedua muatan berjarak 2 meter dari muatan B. q_A = –300 μC dan q_B = 600 μC. k = 9 × 10⁹ Nm² C^-2. Kuat medan listrik di titik O pengaruh muatan q_A und q_B Ist…
A. 9 × 10⁵ N / C
B. 18 × 10⁵ N / C
C. 52 × 10⁵ N / C
D. 60 × 10⁵ N / C
E. 81 × 10⁵ N / C

Diskussion:
Ist bekannt :
q_A = –300 μC, q_B = 600 μC, k = k = 9 × 10⁹ Nm² C^-2
Gefragt :
Kuat medan listrik (E) di titik O ?
Jawab :
Kuat medan resultan :
E = E_A + E_B
E = (2700 x 10³ N/C) + (5400 x 10³ N / A)
E = 8100 x 10³ N / C
E = 81 x 10⁵ N / C
Die richtige Antwort ist E.

6. Dua buah muatan masing-masing q₁ = -20 μC dan q₂ = -40 μC. Bila pada titik P yang berjarak 20 cm dari q₂ resultan kuat medan listrik bernilai nol maka nilai x Ist…
A. 11 cm
B. 12 cm
Ca. 13 cm
D. 14 cm
E. 15 cm

Diskussion:
Ist bekannt :
q₁ = -20 μC, q₂ = -40 μC, r₂ = 0,2 m, r₁ =x
Gefragt :
Jarak titik P dari q₁ (x) ?
Jawab :
Resultan kuat medan listrik bernilai nol pada titik P :
Die richtige Antwort ist D.

7. Titik A terletak di tengah-tengah dua buah muatan yang sama besar tetapi berlainan jenis yang terpisah sejauh a. Besar kuat medan listrik di titik A saat itu 36 NC^-1. Jika titik A tersebut digeser ¼ a mendekati salah satu muatan, maka besar kuat medan listrik titik A setelah digeser adalah ….

A. 100 NC^-1

B. 96 NC^-1

C. 80 NC^-1

D. 60 NC^-1

E. 16 NC^-1

Diskussion

Ist bekannt :

Ladung 1 (q₁) = +Q

Ladung 2 (q₂) = -Q

Jarak antara muatan 1 dan titik A (r_1A) = ½ a

Jarak antara muatan 2 dan titik A (r_2A) = ½ a

Kuat medan listrik di titik A (E_A) = 36 NC^-1

Gefragt : Jika titik A digeser ¼ a mendekati salah satu muatan, maka kuat medan listrik titik A adalah…

Jawab :

Stufe 1.

Untuk menghitung kuat medan listrik pada titik A, diandaikan terdapat sebuah muatan uji positif yang terdapat pada titik tersebut. Adanya muatan uji positif mempengaruhi arah medan listrik.

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan +Q pada titik A :

Muatan uji positif dan muatan 1 positif sehingga arah medan listrik menuju muatan 2.

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan -Q pada titik A :

Muatan uji positif dan muatan 2 negatif sehingga arah medan listrik menuju muatan 2

Resultierendes elektrisches Feld am Punkt A :

Tahap 2.

Jika titik A digeser mendekati muatan 1 maka :

Jarak antara muatan 1 dan titik A (r_1A) = ¼ a

Jarak antara muatan 2 dan titik A (r_2A) = ¾ a

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan +Q pada titik A :

Muatan uji positif dan muatan 1 positif sehingga arah medan listrik menuju muatan 2.

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan -Q pada titik A :

Muatan uji positif dan muatan 2 negatif sehingga arah medan listrik menuju muatan 2

Resultierendes elektrisches Feld am Punkt A :

Die richtige Antwort ist C.

8. Dua partikel masing-masing bermuatan q_A = 1 μC und q_B = 4 μC diletakkan terpisah sejauh 4 cm (k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2). Kuat medan listrik di tengah-tengah q_A und q_B Ist…

A. 6,75 x 10⁷ NC^-1

B. 4,50 x 10⁷ NC^-1

C. 4,20 x 10⁷ NC^-1

D. 3,60 x 10⁷ NC^-1

E. 2,25 x 10⁷ NC^-1

Diskussion

Ist bekannt :

Ladung A (q_A) = 1 μC = 1 x 10^-6 C

Ladung B (q_B) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2

Der Abstand zwischen den Ladungen A und B (r_AB) = 4 cm = 0,04 Meter

Jarak antara muatan A dan titik tengah (r_A) = 0,02 Meter

Jarak antara muatan B dan titik tengah (r_B) = 0,02 Meter

Gefragt : Kuat medan listrik di tengah-tengah q_A und q_B Ist…

Jawab :

Untuk menghitung kuat medan listrik di tengah-tengah q_A und q_B , diandaikan terdapat sebuah muatan uji positif yang terdapat di tengah-tengah kedua muatan tersebut. Adanya muatan uji positif mempengaruhi arah medan listrik.

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A pada titik tengah :

Muatan uji positif dan muatan A positif sehingga arah medan listrik menuju muatan B.

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan B pada titik tengah :

Muatan uji positif dan muatan B positif sehingga arah medan listrik menuju muatan A.

Resultan medan listrik pada titik tengah :

E_A und E_B entgegengesetzte Richtung.

E = E_B - E_A = 9 x 10⁷ - 2,25 x 10⁷ = 6,75 x 10⁷ NC^-1

Die richtige Antwort ist A.

9. Perhatikan gambar dua muatan titik berikut! Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ? (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. genau in der Mitte von Q₁ und Q₂

B. 6 cm rechts von Q₂

C. 6 cm links von Q₁

D. 2 cm rechts von Q₂

E. 2 cm links von Q₁

Diskussion

Um die elektrische Feldstärke am Punkt P zu berechnen, wird angenommen, dass sich am Punkt P eine positive Testladung befindet.₁ positiv und Q₂ negativ, daher muss Punkt P rechts von Q liegen.₂ oder links von Q₁. Wenn Punkt P links von Q liegt₁; das am Punkt Q erzeugte elektrische Feld₁ Im Punkt P ist die Richtung nach links (weg von Q).₁und das erzeugte elektrische Feld Q₂ Im Punkt P ist die Richtung nach rechts (Richtung Q).₁Da die Richtung des elektrischen Feldes entgegengesetzt ist, heben sich die beiden Felder gegenseitig auf, sodass die elektrische Feldstärke am Punkt P null ist.

Ist bekannt :

Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C

Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C

k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2

Der Abstand zwischen Ladung 1 und Ladung 2 beträgt 3 cm.

Der Abstand zwischen Q₁ und Punkt P (r_1P) = ein

Der Abstand zwischen Q₂ und Punkt P (r_2P) = 3 cm + a

Gefragt : Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?

Jawab :

Punkt P liegt links von Q.₁.

Resultierendes elektrisches Feld am Punkt A :

Bestimmen Sie mithilfe der ABC-Formel den Wert von a.

10 Perhatikan gambar berikut! Muatan q₃ in einem Abstand von 5 cm von q platziert₂dann die elektrische Feldstärke bei der Ladung q₃ ist… (1 µC = 10^-6 C)

A. 4,6 x 10⁷ NC^-1

B. 3,6 x 10⁷ NC^-1

C. 1,6 x 10⁷ NC^-1

D. 1,4 x 10⁷ NC^-1

E. 1,3 x 10⁷ NC^-1

Diskussion

Ladung q₃ in einem Abstand von 5 cm von q platziert₂, was bedeutet, dass es sich nicht links von q befindet.₂ aber auf der rechten Seite q₂Wenn auf der linken Seite q₂ Dann ist das resultierende elektrische Feld null. Dies liegt daran, dass der Abstand zwischen den Ladungen q₃ mit Ladung q₁ und q₂ Die Länge beträgt 5 cm und die Größe der Ladung ist q.₁ gleich der Ladung q₂.

Weil die Ladung q₃ positive Richtung elektrisches Feld bei Ladung q₃ in Richtung der negativen Ladung q₂ (E₂und weg von der positiven Ladung q₁ (E₁Das resultierende elektrische Feld ist die Summe der elektrischen Feldstärken E₁ und E₂.

Ist bekannt :

Ladung q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Coulomb

Ladung q₂ = 5 µC = -5 x 10^-6 Coulomb

Der Abstand zwischen den Ladungen q₁ und Ladung q₃ (r₁) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10^-2 Meter

Der Abstand zwischen den Ladungen q₂ und Ladung q₃ (r₂) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10^-2 Meter

k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2

Gefragt : Kuat medan listrik pada muatan q₃

Jawab :

Elektrische Feldstärke 1

E₁ = kq₁ / r₁²

E₁ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (15 x 10^-2)²

E₁ = (45 x 10³) / (225 x 10^-4)

E₁ = 0,2 x 10⁷ N / C

Elektrische Feldstärke 2

E₂ = kq₂ / r₂²

E₂ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (5 x 10^-2)²

E₂ = (45 x 10³) / (25 x 10^-4)

E₂ = 1,8 x 10⁷ N / C

Resultierende elektrische Feldstärke

Resultierende elektrische Feldstärke bei der Ladung q₃ ist:

E = E₂ - E₁ = (1,8 x 10⁷) – (0,2 x 10⁷) = 1,6 x 10⁷ N / C

Die Richtung des elektrischen Feldes verläuft nach links bzw. in Richtung von E.₂.

Die richtige Antwort ist C.

11 Dua muatan listrik terpisah seperti pada gambar. Kuat medan pada titik P adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2)

A. 9,0 x 10⁹ NC^-1

B. 4,5 x 10⁹ NC^-1

C. 3,6 x 10⁹ NC^-1

D. 5,4 x 10⁹ NC^-1

E. 4,5 x 10⁹ NC^-1

Diskussion

Ist bekannt :

Ladung q_A = +2,5 °C

Ladung q_B = -2 °C

Der Abstand zwischen den Ladungen q_A und Punkt P (r_A) = 5 m

Der Abstand zwischen den Ladungen q_B und Punkt P (r_B) = 2 m

k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2

Gefragt Elektrische Feldstärke am Punkt P

Jawab :

Elektrische Feldstärke A

E_A = kq_A / r_A²

E_A = (9 x 10⁹)(2,5) / (5)²

E_A = (22,5 x 10⁹) / 25

E_A = 0,9 x 10⁹ N / C

Elektrische Feldstärke B

E_B = kq_B / r_B²

E_B = (9 x 10⁹)(2) / (2)²

E_B = (18 x 10⁹) / 4

E_B = 4,5 x 10⁹ N / C

Resultierende elektrische Feldstärke

Die resultierende elektrische Feldstärke am Punkt P beträgt:

E = E_B - E_A = (4,5 – 0,9) x 10⁹ = 3,6 x 10⁹ N / C

Die Richtung des elektrischen Feldes verläuft nach links bzw. in Richtung von E._B.

Die richtige Antwort ist C.

12 Dua muatan listrik masing-masing bermuatan Q₁ = -40 µC und Q₂ = +5 µC befindet sich an der in der Abbildung gezeigten Position (k = 9 x 10⁹ nm².C^-2 und 1 µC = 10^-6 C), die elektrische Feldstärke am Punkt P beträgt…

A. 2,25 x 10⁶ NC^-1

B. 2,45 x 10⁶ NC^-1

C. 5,25 x 10⁶ NC^-1

D. 6,75 x 10⁶ NC^-1

E. 9,00 x 10⁶ NC^-1

Diskussion

Ist bekannt :

Ladung q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C

Ladung q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C

Der Abstand zwischen den Ladungen q₁ und Punkt P (r₁) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m

Der Abstand zwischen den Ladungen q₂ und Punkt P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10^-1 m

k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2

Gefragt Elektrische Feldstärke am Punkt P

Jawab :

Elektrische Feldstärke 1

E₁ = kq₁ / r₁²

E₁ = (9 x 10⁹)(40 x 10^-6) / (4 x 10^-1)²

E₁ = (360 x 10³) / (16 x 10^-2)

E₁ = 22,5 x 10⁵ N / C

Elektrische Feldstärke 2

E₂ = kq₂ / r₂²

E₂ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (1 x 10^-1)²

E₂ = (45 x 10³) / 1 x 10^-2

E₂ = 45 x 10⁵ N / C

Resultierende elektrische Feldstärke

Die resultierende elektrische Feldstärke am Punkt P beträgt:

E = E₂ - E₁ = (45 – 22,5) x 10⁵ = 22,5 x 10⁵ N / C

E = 2,25 x 10⁶ N / C

Die Richtung des elektrischen Feldes verläuft nach rechts bzw. in Richtung von E.₂.

Die richtige Antwort ist A.

13 Aus der folgenden Ladungsabbildung, die die Kraftlinien auf zwei nahe beieinander liegende Ladungen zeigt, geht hervor, dass...

Diskussion

Elektrische Feldlinien, auch Kraftlinien genannt, verlaufen von einer positiven Ladung zu einer negativen Ladung. Wenn eine positive und eine negative Ladung einander angenähert werden, sehen die Kraftlinien wie in Antwort A aus.

Die richtige Antwort ist A.

8. Zwei elektrische Ladungen werden durch eine Verbindungslinie nahe zusammengeführt, wodurch elektrische Feldlinien entstehen. Das korrekte Bild ist…

Diskussion

Die richtige Antwort ist D.

9. Die korrekten Kraftlinien zwischen zwei Ladungen sind…

Diskussion

Die richtige Antwort ist D.

14 Perhatikan gambar dua muatan titik berikut!

Di mana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?

(k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µC = 10^-6 C)

A. 1 cm di kanan q₁

B. 1 cm di kanan q₂

C. ½ cm di kanan q₂

D. ½ cm di kiri q₁

E. ½ cm di kanan q₁

Diskussion

Es ist bekannt, dass:

Ladung 1 (q₁) = -9 µC = -9.10^-6 Coulomb

Ladung 2 (q₂) = 1 µC = 1.10^-6 Coulomb

Der Abstand zwischen q₁ und q₂ (r₁₂) = 1cm

k = 9.10⁹ Nm².C^-2

Gefragt: Di mana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?

Antwort:

E₁ = kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh q₁ am Punkt P

Arah E₁ menuju q₁ karena q₁ bertanda negatif

E₂ = kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh q₂ am Punkt P

Arah E₂ menjauhi q₂ karena q₂ bertanda positif

r₁ = jarak antara P dan q₁ = x + 1

r₂ = jarak antara P dan q₂ =x

Kuat medan listrik pada titik P sama dengan nol :

Verwenden Sie die ABC-Formel:

Jarak antara P dan q₂ = x = 0,5 cm.

Titik P berada pada 0,5 cm di kanan q₂ atau pada 0,25 cm di kiri q₁.

Die richtige Antwort ist C.

15. Perhatikan dua buah muatan yang terletak pada jarak a berikut ini!

Jika kuat medan listrik di titik P adalah k Q/x², maka nilai x adalah….

A. 1/3 a

B. 2/3 a

C. a

D. 3/2 a

E. 2a

Diskussion

Es ist bekannt, dass:

E_P = k Q / x²

Gefragt: nilai x

Antwort:

Verwenden Sie die ABC-Formel:

Die richtige Antwort ist A.

16. Nationale Prüfungsfragen für Physik (SMA/MA) U-ZC-2013/2014 Nr. 27

Perhatikan gambar dua muatan titik berikut!

Di mana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?
(k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µC = 10^-6 C)

1. 1 cm di kanan q₁
2. 1 cm di kanan q₂
3. ½ cm di kanan q₂
4. ½ cm di kiri q₁
5. ½ cm di kanan q₁

Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Ladung 1 (q₁) = -9 µC = -9.10^-6 Coulomb
Ladung 2 (q₂) = 1 µC = 1.10^-6 Coulomb
Der Abstand zwischen q₁ und q₂ (r₁₂) = 1cm
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Gefragt: Di mana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?
Antwort:

E₁ = kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh q₁ am Punkt P
Arah E₁ menuju q₁ karena q₁ bertanda negatif
E₂ = kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh q₂ am Punkt P
Arah E₂ menjauhi q₂ karena q₂ bertanda positif
r₁ = jarak antara P dan q₁ = x + 1
r₂ = jarak antara P dan q₂ =x

Kuat medan listrik 1 :
Kuat medan listrik 2 :

Kuat medan listrik pada titik P sama dengan nol :
a = 8, b = -2, c = -1
Verwenden Sie die ABC-Formel:

Jarak antara P dan q₂ = x = 0,5 cm.
Titik P berada pada 0,5 cm di kanan q₂ atau pada 0,25 cm di kiri q₁.

Die richtige Antwort ist C.

17. Nationale Prüfungsfragen für Physik (SMA/MA) U-ZC-2013/2014 Nr. 27

Perhatikan dua buah muatan yang terletak pada jarak a berikut ini!
Jika kuat medan listrik di titik P adalah k Q/x², maka nilai x adalah….

1. 1/3 bis
2. 2/3 bis
3. a
4. 3/2 bis
5. 2a

Diskussion
Es ist bekannt, dass:
E_P = k Q / x²
Gefragt: nilai x
Antwort:
E₁ = kuat medan listrik di titik P oleh muatan -Q
r₁ = jarak antara muatan –Q dan titik P = x
E₂ = kuat medan listrik di titik P oleh muatan +32Q
r₂ = jarak antara muatan +32Q dan titik P = a + x

Verwenden Sie die ABC-Formel:

Die richtige Antwort ist A.