1. Titik A berada pada jarak 5 cm dari cas +10 mikro Coulomb. Magnitud dan arah medan elektrik pada titik A ialah… (k = 9 x 109 Nm2C-2, 1 mikro Coulomb = 10-6 C)
Perbincangan
Dikenali :
Ditanya Magnitud dan arah medan elektrik pada titik A
Jawab :
Arah medan elektrik pada titik A :
Cas elektrik adalah positif, oleh itu arah medan elektrik adalah menjauhi cas elektrik dan menjauhi titik A.
2. Jarak antara titik P dan cas -20 mikro Coulomb ialah 10 cm. Tentukan kekuatan medan elektrik dan arah medan elektrik pada titik P.
Perbincangan
Dikenali :
Ditanya Magnitud dan arah medan elektrik pada titik P
Jawab :
Arah medan elektrik pada titik A :
Cas elektrik adalah negatif, oleh itu arah medan elektrik adalah ke arah cas elektrik dan menjauhi titik P.
3. Dua cas elektrik dipisahkan pada jarak 40 cm. Kekuatan medan elektrik dan arah medan elektrik pada titik yang terletak di tengah-tengah kedua-dua cas tersebut ialah…
Perbincangan
Katakan titik yang terletak di tengah-tengah kedua-dua cas itu ialah titik P.
Dikenali :
Ditanya : magnitud dan arah medan elektrik pada titik yang terletak di tengah-tengah dua cas (titik P)
Jawab :
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas A pada titik P :
Cas A adalah negatif jadi arah medan elektrik adalah ke arah cas A (ke kiri).
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas B pada titik P :
Cas B adalah positif jadi arah medan elektrik menjauhi cas B (ke kiri).
Medan elektrik yang terhasil pada titik A :
EA dan EB dalam arah yang sama oleh itu ia ditambah bersama.
E = EA +EB
E = (4,5 x 105) + (9 x 105)
E = 13,5 x 105 N / C
Arah medan elektrik adalah ke arah cas A dan menjauhi cas B (ke kiri).
4. Kekuatan medan elektrik ialah sifar pada titik pada jarak…
Perbincangan
Cas A adalah positif dan cas B adalah positif, jadi kekuatan medan elektrik adalah sifar, terletak di tengah-tengah kedua-dua cas tersebut. Katakan titik di mana kekuatan medan elektrik adalah sifar ialah titik P.
Dikenali :
Ditanya : kekuatan medan elektrik sifar terletak pada titik pada jarak…
Jawab :
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas A pada titik P :
Cas A adalah positif jadi arah medan elektrik yang dihasilkan oleh cas A pada titik P adalah menjauhi cas A (ke kanan).
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas B pada titik P :
Cas B adalah positif jadi arah medan elektrik yang dihasilkan oleh cas B pada titik P adalah menjauhi cas B (ke kiri).
Medan elektrik yang terhasil pada titik P = 0 :
EA dan EB arah yang bertentangan.
EA - EB = 0
EA = EB
Gunakan formula ABC untuk menentukan nilai a.
Kekuatan medan elektrik sifar terletak pada titik 8 cm dari cas A atau 12 cm dari cas B.
5. Jarak antara dua cas A dan B ialah 3 meter. Titik O berada di antara dua cas dan 2 meter dari cas B. qA = –300 μC dan qB = 600 μC. k = 9 × 109 Tidak m2 C-2Kekuatan medan elektrik pada titik O dipengaruhi oleh cas qA dan qB ialah…
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
Perbincangan:
Dikenali :
qA = –300 μC, qB = 600 μC, k = k = 9 × 109 Tidak m2 C-2
Ditanya :
Berapakah kekuatan medan elektrik (E) pada titik O?
Jawab :
Kekuatan medan yang terhasil:
E = EA +EB
E = (2700 x 103 Tidak/K) + (5400 x 103 Tidak Berkenaan)
E = 8100 x 103 N / C
E = 81 x 105 N / C
Jawapan yang betul ialah E.
6. Dua cas setiap satu bagi q1 = -20 μC dan q2 = -40 μC. Jika pada titik P yang berada 20 cm dari q2 kekuatan medan elektrik yang terhasil adalah sifar, maka nilainya x ialah…
A. 11 cm
B. 12 cm
C. 13 cm
D. 14 cm
E. 15 cm
Perbincangan:
Dikenali :
q1 = -20 μC, q2 = -40 μC, r2 = 0,2 m, r1 =x
Ditanya :
Jarak titik P dari q1 (x) ?
Jawab :
Kekuatan medan elektrik yang terhasil ialah sifar pada titik P:
Jawapan yang betul ialah D.
7. TItik A terletak di tengah-tengah dua cas yang sama saiz tetapi berbeza jenis yang dipisahkan oleh jarak. Magnitud kekuatan medan elektrik pada titik A pada masa itu ialah 36 NC-1Jika titik A dialihkan ¼ a lebih dekat kepada salah satu cas, maka magnitud kekuatan medan elektrik titik A selepas dialihkan ialah ….
A. 100 NC-1
B. 96 NC-1
C. 80 NC-1
D. 60 NC-1
E. 16 NC-1
Perbincangan
Dikenali :
Cas 1 (q1) = +Q
Cas 2 (q2) = -Q
Jarak antara cas 1 dan titik A (r1A) = ½ a
Jarak antara cas 2 dan titik A (r2A) = ½ a
Kekuatan medan elektrik pada titik A (EA) = 36 NC-1
Ditanya Jika titik A dialihkan ¼ a lebih dekat kepada salah satu cas, maka kekuatan medan elektrik titik A ialah…
Jawab :
Peringkat 1.
Untuk mengira kekuatan medan elektrik pada titik A, andaikan terdapat cas ujian positif pada titik tersebut. Kehadiran cas ujian positif mempengaruhi arah medan elektrik.
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas +Q pada titik A :
Cas ujian adalah positif dan cas 1 adalah positif jadi arah medan elektrik adalah ke arah cas 2.
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas -Q pada titik A :
Cas ujian adalah positif dan cas 2 adalah negatif jadi arah medan elektrik adalah ke arah cas 2.
Medan elektrik yang terhasil pada titik A :
Peringkat 2.
Jika titik A dialihkan lebih dekat ke cas 1 maka:
Jarak antara cas 1 dan titik A (r1A) = ¼ satu
Jarak antara cas 2 dan titik A (r2A) = ¾ a
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas +Q pada titik A :
Cas ujian adalah positif dan cas 1 adalah positif jadi arah medan elektrik adalah ke arah cas 2.
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas -Q pada titik A :
Cas ujian adalah positif dan cas 2 adalah negatif jadi arah medan elektrik adalah ke arah cas 2.
Medan elektrik yang terhasil pada titik A :
Jawapan yang betul ialah C.
8. Dua zarah setiap satu mempunyai cas qA = 1 μC dan qB = 4 μC diletakkan pada jarak 4 cm (k = 9 x 109 Tidak m2 C-2Kekuatan medan elektrik di tengah-tengah qA dan qB ialah…
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
Perbincangan
Dikenali :
Cas A (qA) = 1 µC = 1 x 10-6 C
Cas B (qB) = 4 µC = 4 x 10-6 C
k = 9 x 109 Tidak m2 C-2
Jarak antara cas A dan B (rAB) = 4 cm = 0,04 meter
Jarak antara cas A dan titik tengah (rA) = 0,02 meter
Jarak antara cas B dan titik tengah (rB) = 0,02 meter
Ditanya : Kekuatan medan elektrik di pusat qA dan qB ialah…
Jawab :
Untuk mengira kekuatan medan elektrik di tengah-tengah qA dan qB , dengan mengandaikan terdapat cas ujian positif yang terletak di tengah-tengah kedua-dua cas tersebut. Kehadiran cas ujian positif mempengaruhi arah medan elektrik.
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas A pada titik tengah :
Cas ujian adalah positif dan cas A adalah positif jadi arah medan elektrik adalah ke arah cas B.
Medan elektrik yang dihasilkan oleh cas B pada titik tengah :
Cas ujian adalah positif dan cas B adalah positif jadi arah medan elektrik adalah ke arah cas A.
Medan elektrik yang terhasil pada titik tengah :
EA dan EB arah yang bertentangan.
E = EB - EA = 9 x 107 - 2,25 x 107 = 6,75 x 107 NC-1
Jawapan yang betul ialah A.
9. Lihat gambar dua cas titik di bawah! Di manakah titik P terletak supaya kekuatan medan elektrik pada titik P bersamaan dengan sifar? (k = 9 x 109 Nm2C-2, 1 µC = 10-6 C)
A. betul-betul di tengah-tengah Q1 dan Q2
B. 6 cm di sebelah kanan Q2
C. 6 cm di sebelah kiri Q1
D. 2 cm di sebelah kanan Q2
E. 2 cm di sebelah kiri Q1
Perbincangan
Untuk mengira kekuatan medan elektrik pada titik P, andaikan terdapat cas ujian positif pada titik P. Q1 positif dan Q2 negatif, oleh itu titik P mestilah di sebelah kanan Q2 atau di sebelah kiri Q1. Jika titik P berada di sebelah kiri Q1; medan elektrik yang dihasilkan oleh titik Q1 pada titik P arahnya ke kiri (menjauhi Q1) dan medan elektrik yang dihasilkan Q2 pada titik P arahnya ke kanan (ke arah Q)1Oleh kerana arah medan elektrik adalah bertentangan, kedua-duanya saling membatalkan supaya kekuatan medan elektrik pada titik P adalah sifar.
Dikenali :
Q1 = +9 µC = +9 x 10-6 C
Q2 = -4 µC = -4 x 10-6 C
k = 9 x 109 Nm2C-2
Jarak antara cas 1 dan cas 2 = 3 cm
Jarak antara Q1 dan titik P (r1P) = a
Jarak antara Q2 dan titik P (r2P) = 3 cm + a
Ditanya : Di manakah titik P terletak supaya kekuatan medan elektrik pada titik P bersamaan dengan sifar?
Jawab :
Titik P berada di sebelah kiri Q1.
Medan elektrik yang terhasil pada titik A :
Gunakan formula ABC untuk menentukan nilai a.
10. Lihat gambar berikut! Cas q3 diletakkan pada jarak 5 cm dari q2, maka kekuatan medan elektrik pada cas q3 ialah… (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
Perbincangan
Cas q3 diletakkan pada jarak 5 cm dari q2, bermaksud bukan di sebelah kiri q2 tetapi di sebelah kanan q2Jika di sebelah kiri q2 maka medan elektrik yang terhasil adalah sifar. Ini kerana jarak antara cas q3 dengan cas q1 dan q2 ialah 5 cm dan magnitud cas ialah q1 sama dengan cas q2.
Kerana cas q3 positif kemudian arah medan elektrik pada cas q3 ke arah cas negatif q2 (E2) dan menjauhi cas positif q1 (E1Medan elektrik yang terhasil ialah jumlah kekuatan medan elektrik E1 dan E2.
Dikenali :
Cas q1 = 5 µC = 5 x 10-6 Coulomb
Cas q2 = 5 µC = -5 x 10-6 Coulomb
Jarak antara cas q1 dan cas q3 (r1) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10-2 meter
Jarak antara cas q2 dan cas q3 (r2) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10-2 meter
k = 9 x 109 Tidak m2 C-2
Ditanya Kekuatan medan elektrik pada cas q3
Jawab :
Kekuatan medan elektrik 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
Kekuatan medan elektrik 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
Kekuatan medan elektrik yang terhasil
Kekuatan medan elektrik yang terhasil pada cas q3 adalah :
E = E2 - E1 = (1,8 x 107) – (0,2 x 107) = 1,6 x 107 N / C
Arah medan elektrik adalah ke kiri atau dalam arah E2.
Jawapan yang betul ialah C.
11. Dua cas elektrik dipisahkan seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Kekuatan medan elektrik pada titik P ialah… (k = 9 x 109 Tidak 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
Perbincangan
Dikenali :
Cas qA = +2,5°C
Cas qB = -2 C
Jarak antara cas qA dan titik P (rA) = 5m
Jarak antara cas qB dan titik P (rB) = 2m
k = 9 x 109 Tidak m2 C-2
Ditanya Kekuatan medan elektrik pada titik P
Jawab :
Kekuatan medan elektrik A
EA = kqA / rA2
EA = (9 x 109)(2,5) / (5)2
EA = (22,5 x 109) / 25
EA = 0,9 x 109 N / C
Kekuatan medan elektrik B
EB = kqB / rB2
EB = (9 x 109)(2) / (2)2
EB = (18 x 109) / 4
EB = 4,5 x 109 N / C
Kekuatan medan elektrik yang terhasil
Kekuatan medan elektrik yang terhasil pada titik P ialah:
E = EB - EA = (4,5 – 0,9) x 109 = 3,6 x 109 N / C
Arah medan elektrik adalah ke kiri atau dalam arah EB.
Jawapan yang betul ialah C.
12. Dua cas elektrik setiap satu mempunyai cas Q1 = -40 µC dan Q2 = +5 µC terletak pada kedudukan seperti yang ditunjukkan dalam rajah (k = 9 x 109 Nm2.C-2 dan 1 µC = 10-6 C), kekuatan medan elektrik pada titik P ialah…
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
Perbincangan
Dikenali :
Cas q1 = -40 µC = -40 x 10-6 C
Cas q2 = +5 µC = +5 x 10-6 C
Jarak antara cas q1 dan titik P (r1) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10-1 m
Jarak antara cas q2 dan titik P (r2) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10-1 m
k = 9 x 109 Tidak m2 C-2
Ditanya Kekuatan medan elektrik pada titik P
Jawab :
Kekuatan medan elektrik 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
Kekuatan medan elektrik 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
Kekuatan medan elektrik yang terhasil
Kekuatan medan elektrik yang terhasil pada titik P ialah:
E = E2 - E1 = (45 – 22,5) x 105 = 22,5 x 105 N / C
E = 2,25 x 106 N / C
Arah medan elektrik adalah ke kanan atau dalam arah E2.
13. Daripada imej cas berikut, yang menunjukkan garis daya pada dua cas yang berdekatan ialah...
Perbincangan
Garisan medan elektrik, atau garisan daya, dilukis daripada cas positif ke arah cas negatif. Jika cas positif dan negatif diletakkan berdekatan, garisan daya akan muncul seperti dalam jawapan A.
Jawapan yang betul ialah A.
8. Dua cas elektrik didekatkan dalam satu garisan penghubung, menghasilkan garisan medan elektrik. Imej yang betul ialah…
Perbincangan
Jawapan yang betul ialah D.
9. Garis gaya yang benar antara dua muatan adalah…
Perbincangan
Jawapan yang betul ialah D.
14. Lihat gambar dua cas titik berikut!
Di manakah titik P terletak supaya kekuatan medan elektrik pada titik P bersamaan dengan sifar?
(k = 9.109 Nm2.C-2, 1 µC = 10-6 C)
A. 1 cm di sebelah kanan q1
B. 1 cm di sebelah kanan q2
C. ½ cm di sebelah kanan q2
D. ½ cm di sebelah kiri q1
E. ½ cm di sebelah kanan q1
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Cas 1 (q1) = -9 µC = -9.10-6 Coulomb
Cas 2 (q2) = 1 µC = 1.10-6 Coulomb
Jarak antara q1 dan q2 (r12) = 1cm
k = 9.109 Nm2.C-2
Ditanya: Di manakah titik P terletak supaya kekuatan medan elektrik pada titik P bersamaan dengan sifar?
Jawapan:
E1 = kekuatan medan elektrik yang dijana oleh q1 pada titik P
Arah E1 ke arah q1 kerana q1 tanda negatif
E2 = kekuatan medan elektrik yang dijana oleh q2 pada titik P
Arah E2 jauhi q2 kerana q2 tanda positif
r1 = jarak antara P dan q1 = x + 1
r2 = jarak antara P dan q2 =x
Kekuatan medan elektrik pada titik P adalah sama dengan sifar:
Gunakan formula ABC:
Jarak antara P dan q2 = x = 0,5 cm.
Titik P terletak 0,5 cm di sebelah kanan q2 atau pada 0,25 cm di sebelah kiri q1.
Jawapan yang betul ialah C.
15 PPerhatikan dua cas yang terletak pada jarak a di bawah!
Jika kekuatan medan elektrik pada titik P ialah k Q/x2, maka nilai x ialah….
A. 1/3 a
B. 2/3 a
C. a
D. 3/2 a
E.2a
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
EP = kQ / x2
Ditanya: nilai x
Jawapan:
Gunakan formula ABC:
Jawapan yang betul ialah A.
16. Soalan Peperiksaan Kebangsaan untuk SMA/MA Fizik U-ZC-2013/2014 No. 27
Lihat gambar dua cas titik berikut!
Di manakah titik P terletak supaya kekuatan medan elektrik pada titik P bersamaan dengan sifar?
(k = 9.109 Nm2.C-2, 1 µC = 10-6 C)
- 1 cm di sebelah kanan q1
- 1 cm di sebelah kanan q2
- ½ cm di sebelah kanan q2
- ½ cm di sebelah kiri q1
- ½ cm di sebelah kanan q1
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Cas 1 (q1) = -9 µC = -9.10-6 Coulomb
Cas 2 (q2) = 1 µC = 1.10-6 Coulomb
Jarak antara q1 dan q2 (r12) = 1cm
k = 9.109 Nm2.C-2
Ditanya: Di manakah titik P terletak supaya kekuatan medan elektrik pada titik P bersamaan dengan sifar?
Jawapan:
E1 = kekuatan medan elektrik yang dijana oleh q1 pada titik P
Arah E1 ke arah q1 kerana q1 tanda negatif
E2 = kekuatan medan elektrik yang dijana oleh q2 pada titik P
Arah E2 jauhi q2 kerana q2 tanda positif
r1 = jarak antara P dan q1 = x + 1
r2 = jarak antara P dan q2 =x
Kekuatan medan elektrik 1:
Kekuatan medan elektrik 2:
Kekuatan medan elektrik pada titik P adalah sama dengan sifar:
a = 8, b = -2, c = -1
Gunakan formula ABC:
Jarak antara P dan q2 = x = 0,5 cm.
Titik P terletak 0,5 cm di sebelah kanan q2 atau pada 0,25 cm di sebelah kiri q1.
Jawapan yang betul ialah C.
17. Soalan Peperiksaan Kebangsaan untuk SMA/MA Fizik U-ZC-2013/2014 No. 27
Pertimbangkan dua muatan yang terletak pada jarak a di bawah!
Jika kekuatan medan elektrik pada titik P ialah k Q/x2, maka nilai x ialah….
- 1 / 3 sebuah
- 2 / 3 sebuah
- a
- 3 / 2 sebuah
- 2a
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
EP = kQ / x2
Ditanya: nilai x
Jawapan:
E1 = kekuatan medan elektrik pada titik P oleh cas -Q
r1 = jarak antara cas –Q dan titik P = x
E2 = kekuatan medan elektrik pada titik P oleh cas +32Q
r2 = jarak antara cas +32Q dan titik P = a + x
Gunakan formula ABC:
Jawapan yang betul ialah A.
