Beispiller vu Froen iwwer elektrescht 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)
Diskussioun
Et ass bekannt :

Gefrot : 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.
Diskussioun
Et ass bekannt :

Gefrot : 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…

Diskussioun
Andaikan titik yang terletak di tengah-tengah kedua muatan adalah titik P.
Et ass bekannt :

Gefrot : 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).
Resultéierend elektrescht Feld um Punkt A :
E_A an E_B searah karenanya dijumlahkan.
E = E_A + E an_B
E = (4,5 x 10⁵) + (9 x 10⁵)
E = 13,5 x 10⁵ N / C
D'Richtung vum elektresche Feld ass a Richtung Ladung A a ewech vun der Ladung B (no lénks).

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

Diskussioun
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.
Et ass bekannt :

Gefrot : 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 an E_B entgéintgesate Richtung.
E_A - E_B = 0
E_A = E an_B

Benotzt d'ABC-Formel fir de Wäert vun a ze bestëmmen.

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 N m² C^-2. Kuat medan listrik di titik O pengaruh muatan q_A an q_B ass…
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

Diskussioun:
Et ass bekannt :
q_A = –300 μC, q_B = 600 μC, k = k = 9 × 10⁹ N m² C^-2
Gefrot :
Kuat medan listrik (E) di titik O ?
Jawab :
Kuat medan resultan :
E = E_A + E an_B
E = (2700 x 10³ N/C) + (5400 x 10³ N/C)
E = 8100 x 10³ N / C
E = 81 x 10⁵ N / C
Déi richteg Äntwert ass 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 ass…
A. 11 cm
B. 12 cm
C. 13 cm
D. 14 cm
E. 15 cm

Diskussioun:
Et ass bekannt :
q₁ = -20 μC, q₂ = -40 μC, r₂ = 0,2 m, r₁ = x an
Gefrot :
Jarak titik P dari q₁ (x) ?
Jawab :
Resultan kuat medan listrik bernilai nol pada titik P :
Déi richteg Äntwert ass 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

Diskussioun

Et ass 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

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

Jawab :

Tahap 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

Resultéierend elektrescht Feld um 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

Resultéierend elektrescht Feld um Punkt A :

Déi richteg Äntwert ass C.

8. Dua partikel masing-masing bermuatan q_A = 1 μC an q_B = 4 μC diletakkan terpisah sejauh 4 cm (k = 9 x 10⁹ N m² C^-2). Kuat medan listrik di tengah-tengah q_A an q_B ass…

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

Diskussioun

Et ass 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 N m² C^-2

D'Distanz tëscht de Ladungen A a 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

Gefrot : Kuat medan listrik di tengah-tengah q_A an q_B ass…

Jawab :

Untuk menghitung kuat medan listrik di tengah-tengah q_A an 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 an E_B entgéintgesate Richtung.

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

Déi richteg Äntwert ass 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 an der Mëtt vum Q₁ an Q₂

B. 6 cm riets vum Q₂

C. 6 cm lénks vum Q₁

D. 2 cm riets vum Q₂

E. 2 cm lénks vum Q₁

Diskussioun

Fir d'elektrescht Feldstäerkt um Punkt P ze berechnen, huelt un, datt et eng positiv Testladung um Punkt P gëtt. Q₁ positiv an Q₂ negativ, dofir muss de Punkt P riets vu Q leien₂ oder lénks vun Q₁. Wann de Punkt P lénks vu Q läit₁; dat elektrescht Feld, dat um Punkt Q generéiert gëtt₁ Um Punkt P ass d'Richtung no lénks (ewech vun Q)₁) an dat generéiert elektrescht Feld Q₂ Um Punkt P ass d'Richtung no riets (a Richtung Q)₁Well d'Richtung vum elektresche Feld entgéintgesat ass, annuléieren déi zwee sech géigesäiteg, sou datt d'Stäerkt vum elektresche Feld um Punkt P Null ass.

Et ass bekannt :

Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C

Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C

k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2

Den Ofstand tëscht Ladung 1 an Ladung 2 = 3 cm

D'Distanz tëscht Q₁ an de Punkt P (r_1P) = a

D'Distanz tëscht Q₂ an de Punkt P (r_2P) = 3 cm + a

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

Jawab :

De Punkt P ass lénks vum Q₁.

Resultéierend elektrescht Feld um Punkt A :

Benotzt d'ABC-Formel fir de Wäert vun a ze bestëmmen.

10. Perhatikan gambar berikut! Muatan q₃ op enger Distanz vu 5 cm vun q placéiert₂, dann d'elektrescht Feldstäerkt bei der Ladung q₃ ass… (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

Diskussioun

Ladung q₃ op enger Distanz vu 5 cm vun q placéiert₂, dat heescht net lénks vun q₂ awer op der rietser Säit q₂Wann op der lénkser Säit q₂ dann ass dat resultéierend elektrescht Feld null. Dëst ass well den Ofstand tëscht de Ladungen q₃ mat der Ladung q₁ an q₂ ass 5 cm an d'Gréisst vun der Ladung ass q₁ gläich wéi d'Ladung q₂.

Well d'Ladung q₃ positiv dann Richtung elektrescht Feld bei Käschten q₃ Richtung vun der negativer Ladung q₂ (E₂) an ewech vun der positiver Ladung q₁ (E₁). Dat resultéierend elektrescht Feld ass d'Zomm vun den elektresche Feldstäerkten E₁ an E₂.

Et ass bekannt :

Ladung q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Coulomb

Ladung q₂ = 5 µC = -5 x 10^-6 Coulomb

D'Distanz tëscht de Ladungen q₁ an d'Ladung q₃ (r₁) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10^-2 Meter

D'Distanz tëscht de Ladungen q₂ an d'Ladung q₃ (r₂) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10^-2 Meter

k = 9 x 10⁹ N m² C^-2

Gefrot : Kuat medan listrik pada muatan q₃

Jawab :

Elektresch Feldstäerkt 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

Elektresch Feldstäerkt 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

Resultéierend elektresch Feldstäerkt

Resultant elektresch Feldstäerkt bei Ladung q₃ adalah:

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

D'Richtung vum elektresche Feld ass lénks oder a Richtung E₂.

Déi richteg Äntwert ass C.

11. Dua muatan listrik terpisah seperti pada gambar. Kuat medan pada titik P adalah… (k = 9 x 10⁹ N m² 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

Diskussioun

Et ass bekannt :

Ladung q_A = +2,5°C

Ladung q_B = -2 C.

D'Distanz tëscht de Ladungen q_A an de Punkt P (r_A) = 5 m

D'Distanz tëscht de Ladungen q_B an de Punkt P (r_B) = 2 m

k = 9 x 10⁹ N m² C^-2

Gefrot Elektresch Feldstäerkt um Punkt P

Jawab :

Elektresch Feldstäerkt A

E_A = kq_A /r_A²

E_A = (9 x 10⁹)(2,5) / (5)²

E_A = (22,5 x 10⁹) / 25 ewechzekréien

E_A = 0,9 x 10⁹ N / C

Elektresch Feldstäerkt B

E_B = kq_B /r_B²

E_B = (9 x 10⁹)(2) / (2)²

E_B = (18 x 10⁹) / 4 ewechzekréien

E_B = 4,5 x 10⁹ N / C

Resultéierend elektresch Feldstäerkt

Déi resultéierend elektresch Feldstäerkt um Punkt P ass:

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

D'Richtung vum elektresche Feld ass lénks oder a Richtung E_B.

Déi richteg Äntwert ass C.

12. Dua muatan listrik masing-masing bermuatan Q₁ = -40 µC an Q₂ = +5 µC ass op der Positioun wéi an der Figur gewisen (k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2 an 1 µC = 10^-6 C), d'elektrescht Feldstäerkt um Punkt P ass…

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

Diskussioun

Et ass bekannt :

Ladung q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C

Ladung q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C

D'Distanz tëscht de Ladungen q₁ an de Punkt P (r₁) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m

D'Distanz tëscht de Ladungen q₂ an de Punkt P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10^-1 m

k = 9 x 10⁹ N m² C^-2

Gefrot Elektresch Feldstäerkt um Punkt P

Jawab :

Elektresch Feldstäerkt 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

Elektresch Feldstäerkt 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

Resultéierend elektresch Feldstäerkt

Déi resultéierend elektresch Feldstäerkt um Punkt P ass:

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

E = 2,25 x 10⁶ N / C

D'Richtung vum elektresche Feld ass no riets oder a Richtung E₂.

Déi richteg Äntwert ass A.

13. Dari gambar muatan berikut, yang menunjukkan garis-garis gaya pada dua muatan saling berdekatan adalah…

Diskussioun

Garis medan listrik atau garis gaya listrik digambarkan keluar dari muatan positif menuju muatan negatif. Jika terdapat muatan positif dan negatif didekatkan maka garis gaya listrik tampak seperti pada jawaban A.

Déi richteg Äntwert ass A.

8. Dua muatan listrik didekatkan satu sama lain dalam satu garis hubung sehingga akan menghasilkan garis-garis gaya listrik. Gambar yang benar adalah…

Diskussioun

Déi richteg Äntwert ass D.

9. Garis-garis gaya yang benar antara dua muatan adalah…

Diskussioun

Déi richteg Äntwert ass 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

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

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

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

D'Distanz tëscht q₁ an q₂ (r₁₂) = 1 cm

k = 9.10 dir⁹ Nm².C^-2

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

Äntwert:

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

Arah E₁ menuju q₁ karena q₁ bertanda negatif

E₂ = kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh q₂ um 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 an

Kuat medan listrik pada titik P sama dengan nol :

Benotzt d'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.

Déi richteg Äntwert ass 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

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

E_P = kQ / x²

Gefrot: nilai x

Äntwert:

Benotzt d'ABC-Formel:

Déi richteg Äntwert ass A.

16. National Examensfroen fir SMA/MA Physik 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

Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
Ladung 1 (q₁) = -9 µC = -9.10^-6 Coulomb
Ladung 2 (q₂) = 1 µC = 1.10^-6 Coulomb
D'Distanz tëscht q₁ an q₂ (r₁₂) = 1 cm
k = 9.10 dir⁹ Nm².C^-2
Gefrot: Di mana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?
Äntwert:

E₁ = kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh q₁ um Punkt P
Arah E₁ menuju q₁ karena q₁ bertanda negatif
E₂ = kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh q₂ um 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 an

Kuat medan listrik 1 :
Kuat medan listrik 2 :

Kuat medan listrik pada titik P sama dengan nol :
a = 8, b = -2, c = -1
Benotzt d'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.

Déi richteg Äntwert ass C.

17. National Examensfroen fir SMA/MA Physik 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 ze
2. 2/3 ze
3. a
4. 3/2 ze
5. 2a

Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
E_P = kQ / x²
Gefrot: nilai x
Äntwert:
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

Benotzt d'ABC-Formel:

Déi richteg Äntwert ass A.