Kuat medan magnet (induksi magnetik) – Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA/MA

1. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.31

Selembar kawat berarus listrik dilengkungkan seperti pada gambar. Jika jari-jari kelengkungan sebesar 50 cm, maka besarnya induksi magnetik di pusat lengkungan adalah… (µ_o = 4π.10^-7 Wb.A^-1 m^-1)

A. 1/3 π . 10^-7 T
B. 1 . 10^-7 T
C. π . 10^-7 T
D. 2 . 10^-7 T
E. 2π . 10^-7 T

Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari kelengkungan (r) = 50 cm = 0,5 meter
Kuat arus (I) = 1,5 Ampere
Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π.10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Ditanya : Kuat medan magnet di pusat lengkungan yang ditimbulkan oleh arus listrik yang mengalir pada kawat
Jawab :

360^o = 1 keliling lingkaran. Karena 120^o / 360^o = 1/3 maka 120^o = 1/3 keliling lingkaran.
Rumus kuat medan magnet di pusat kumparan dengan sejumlah lilitan :
Keterangan : B = kuat medan magnet, N = jumlah lilitan, I = kuat arus listrik, r = jari-jari kelengkungan.
Pada soal di atas, hanya terdapat 1 lilitan sehingga N dilenyapkan saja dari persamaan. Kumparan kawat pada soal di atas bukan 1 lingkaran tetapi 1/3 lingkaran. Rumus di atas disesuaikan lagi dengan soal ini sehingga berubah menjadi :
Kuat medan magnet di pusat lengkungan :
Arah medan magnet tegak lurus ke dalam menjauhi pandangan mata.
Jawaban yang benar adalah E.

2. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.31

Seutas kawat lurus dilengkungkan dan dialiri arus 6 A seperti pada gambar. Jika jari-jari kelengkungan R = 3π  cm, maka besar induksi magnetik di titik P adalah…

A. 0,5 x 10^-5 T
B. 2,0 x 10^-5 T
C. 4,0 x 10^-5 T
D. 6,0 x 10^-5 T
E. 8,0 x 10^-5 T

Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari kelengkungan (r) = 3π cm = (3π/100) meter
= 3π/10² meter = 3π.10^-2 meter
Kuat arus (I) = 6 Ampere
Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π.10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Ditanya : Kuat medan magnet di pusat lengkungan yang ditimbulkan oleh arus listrik yang mengalir pada kawat
Jawab :
360^o = 1 keliling lingkaran. Karena 45^o / 360^o = 1/8 maka 45^o = 1/8 keliling lingkaran.
Kuat medan magnet di pusat lengkungan :
Arah medan magnet tegak lurus ke dalam menjauhi pandangan mata.
Jawaban yang benar adalah A.

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.31
Perhatikan gambar! Suatu penghantar dialiri arus listrik I = 9A, jika jari-jari kelengkungan R = 2π cm dan µ_o = 4π.10^-7  Wb.A^-1.m^-1, maka besar induksi magnetik di titik P adalah…
A. 3 . 10^-5 T
B. 6 . 10^-5 T
C. 9 . 10^-5 T
D. 12 . 10^-5 T
E. 15 . 10^-5 T
Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari kelengkungan (r) = 2π cm = (2π/100) meter
= 2π/10² meter = 2π.10^-2 meter
Kuat arus (I) = 9 Ampere
Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π.10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Ditanya : Kuat medan magnet di pusat lengkungan yang ditimbulkan oleh arus listrik yang mengalir pada kawat
Jawab :
360^o – 120^o = 240^o. Karena 240^o / 360^o = 2/3 maka 240^o = 2/3 keliling lingkaran.
Kuat medan magnet di pusat lengkungan :
Arah medan magnet tegak lurus ke dalam menjauhi pandangan mata.
Jawaban yang benar adalah B.