Mifano 22 ya Maswali ya Uingizaji wa Sumaku na Nguvu ya Sumaku

Mifano 22 ya Maswali ya Uingizaji wa Sumaku na Nguvu ya Sumaku

1. Tazama picha iliyo pembeni!

Letak kawat ketiga dan arah arus agar pada kawat ketiga tidak mengalami gaya magnetik diukur dari kawat pertama adalah…

A. 9 cm arah arus ke atas

B. 6 cm arah arus ke atas

C. 6 cm arah arus ke bawah

D. 3 cm arah arus ke atas

E. 3 cm arah arus ke bawah

Majadiliano

Kawat 3 dipilih berarah ke atas sehingga menghasilkan gaya seperti pada gambar di atas.

Gaya F₁ dikerjakan oleh kawat 1 pada kawat 3.

Gaya F₂ dikerjakan oleh kawat 2 pada kawat 3.

Gaya F₃ dikerjakan oleh kawat 3 pada kawat 1 dan kawat 2.

Agar pada kawat ketiga tidak mengalami gaya magnetik maka besar gaya F₁ = besar gaya F₂, dan arah kedua gaya berlawanan, seperti pada gambar di atas.

I₃, μ_o tarehe 2π bernilai sama sehingga dilenyapkan dari persamaan.

Jibu sahihi ni A.

2. Berikut ini faktor-faktor yang mempengaruhi besar induksi magnetik pada kawat penghantar.

(1) arus yang mengalir dalam kawat

(2) permitivitas

(3) kerapatan kawat

(4) jarak suatu titik terhadap kawat

Kauli sahihi ni…

A. (1) na (4)

B. (1) na (3)

C. (2) na (3)

D. (2) na (4)

E. (3) na (4)

Majadiliano

Fomula induksi magnet kawat lurus :

Taarifa:

μ_o = Permeabilitas ruang hampa atau konstanta magnetik

I = Arus listrik yang menngalir pada kawat

r = Jarak suatu titik dari kawat

B = Besar medan magnet

Jibu sahihi ni A.

3. Perhatikan pernyataan yang berkaitan dengan induksi magnetik berikut.

(1) arus yang mengalir dalam kawat

(2) permeabilitas ruang hampa

(3) luas penampang kawat

(4) kerapatan kawat

Yang mempengaruhi besar induksi magnetik pada suatu kawat penghantar adalah…

A. (1) na (2)

B. (1) na (3)

C. (2) na (3)

D. (2) na (4)

E. (3) na (4)

Majadiliano

Pelajari rumus induksi magnet dan keterangan rumus sebelumnya.

Jibu sahihi ni A.

4. Kawat konduktor yang dibentuk seperti gambar di samping dialiri arus listrik i. Besar induksi magnet di pusat lingkaran (P) adalah… (µ_o = 4π.10^-7 Wb.m^-1.A^-1)

A. π x10^-5 Tesla

B. 2π x10^{-5 Tesla}

C. 2,5π x10^{-5 Tesla}

D. 4π x10^{-5 Tesla}

E. 8π x10^{-5 Tesla}

Majadiliano

Inajulikana :

Jari-jari kelengkungan (r) = 6 sentimita = 6 x 10^-2 mita

Mkondo wa umeme (I) = Ampea 8

Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π x 10^-7 Wb.A^-1 m^-1

Aliuliza : Kuat medan magnet di pusat lingkaran (titik P)

Jawab :

360^o - 90^o = 270^o. Karena 270^o / 360^o = 3/4 maka 270^o = 3/4 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 dari persamaan. Kumparan kawat pada soal di atas bukan 1 lingkaran tetapi 3/4 lingkaran. Rumus di atas disesuaikan lagi dengan soal ini sehingga berubah menjadi :

Kuat medan magnet di pusat lengkungan :

Jibu sahihi ni B.

5. Arus 2 A mengalir pada sebuah kawat melingkar seperti gambar. Besar dan arah induksi magnetik di titik P jika jari-jari lingkaran 4π cm adalah….

A. 5.10^-5 T masuk bidang kertas

B. 4.10^-5 T keluar bidang kertas

C. 3.10^-5 T masuk bidang kertas

D 2.10^-5 T keluar bidang kertas

1.10^-5 T masuk bidang kertas

Majadiliano

Inajulikana :

Jari-jari kelengkungan (r) = 4π cm = 4π x 10^-2 mita

Mkondo wa umeme (I) = Ampea 2

Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π x 10^-7 Wb.A^-1 m^-1

Aliuliza : Kuat medan magnet di pusat lingkaran (titik P)

Jawab :

Kumparan kawat pada soal di atas adalah 1/2 lingkaran.

Kuat medan magnet di pusat lengkungan :

6. Dua kawat sejajar dialiri arus seperti tampak pada gambar. Besar dan arah gaya magnetik yang dialami kedua kawat adalah… (μ_o = 4π.10^-7 Wb.A^-1.m^-1)

A. 3.10^-5 N, tolak-menolak

B. 5.10^-5 N, tarik-menarik

C. 5.10^-5 N, tolak-menolak

D 6.10^-5 N, tarik-menarik

6.10^-5 N, tolak-menolak

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Kuat arus 1 (I₁) = Ampea 3

Kuat arus 2 (I₂) = Ampea 5

Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π x 10^-7 wb A^-1 m^-1

Jarak antara kedua kawat (L) = 5 cm = 5 x 10^-2 mita

Aliuliza: Besar dan arah gaya magnetik

Jibu:

Arah arus listrik pada kawat 1 berlawanan dengan arah arus listrik pada kawat 2 sehingga terjadi gaya tolak menolak antara kawat 1 dan kawat 2.

Besar gaya magnetik :

Gaya magnetik persatuan panjang kawat (F/l) yang dialami kedua kawat adalah 6 x 10^-5 Newton.

Jibu sahihi ni E.

7. Gambar berikut adalah dua kawat sejajar berarus listrik diletakkan pada jarak 20 cm satu sama lain. Besarnya gaya magnetik persatuan panjang kawat yang dialami kedua penghantar tersebut adalah… (μ_o = 4π.10^-7 Wb.A^-1.m^-1)

A. 1.10^-5 Nm^-1, tarik-menarik

B. 2.10^-5 Nm^-1, tolak-menolak

C. 11.10^-5 Nm^-1, tarik-menarik

D 20.10^-5 Nm^-1, tolak-menolak

25.10^-5 Nm^-1, tarik-menarik

Majadiliano

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Kuat arus 1 (I₁) = Ampea 5

Kuat arus 2 (I₂) = Ampea 4

Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π x 10^-7 wb A^-1 m^-1

Jarak antara kedua kawat (L) = 20 cm = 20 x 10^-2 mita

Aliuliza: Besar gaya magnetik persatuan panjang kawat

Jibu:

Arah arus listrik pada kawat 1 berlawanan dengan arah arus listrik pada kawat 2 sehingga terjadi gaya tolak menolak antara kawat 1 dan kawat 2.

Besar gaya magnetik :

Gaya magnetik persatuan panjang kawat (F/l) yang dialami kedua kawat adalah 2 x 10^-5 Newton.

Jibu sahihi ni B.

8. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnet homogen seperti gambar. Arah gaya magnet yang dialami elektron adalah…

A. keluar bidang gambar

B. masuk bidang gambar

C. ke kanan tegak lurus v

D. ke kiri tegak lurus v

E. ke atas berlawanan dengan v

Majadiliano

Perhatikan gambar-gambar di atas. Simbol x artinya arah medan magnet B tegak lurus ke dalam menembus bidang monitor (menjauhi pembaca). Simbol o artinya arah medan magnet B tegak lurus ke luar (mendekati pembaca).

Arah gerak muatan listrik (v), arah medan magnet (B) dan arah gaya magnet (F) saling tegak lurus satu sama lain. Arah gerak muatan listrik, medan magnet dan gaya magnet ditentukan secara tepat menggunakan aturan tangan kanan.

Aturan tangan kanan

Rentangkan tangan kanan, tegakkan ibu jari dan rapatkan keempat jari yang lain. Atur agar keempat jari menunjukan arah medan magnet (B) kutoka ibu jari menunjukan arah gerak muatan (v). Jika muatan positif, telapak tangan kanan menuju arah gaya magnet (F). Jika muatan negatif, punggung tangan kanan menuju arah gaya magnet (F).

Jibu sahihi ni D.

9. Furahia gambar berikut!

Elektron bergerak sejajar sumbu Y+ dalam medan magnet B. Apabila B searah sumbu Z+ (lihat gambar). Elektron akan mengalami gaya Lorentz yang searah…

A. Sumbu Y^-

B. Sumbu X^-

C. Sumbu Z⁺

D. Sumbu Y⁺

E. Sumbu X⁺

Majadiliano

Terapkan aturan tangan kanan.

Jibu sahihi ni B.

10. Sebuah kawat berarus listrik I diletakkan di antara dua kutub magnet utara dan selatan seperti gambar. Arah gaya Lorentz pada kawat adalah…

A. Masuk bidang kertas

B. Keluar bidang kertas

C. Menuju kutub utara magnet

D. Menuju kutub selatan magnet

E. Dari kutub utara menuju kutub selatan

Majadiliano

Arah arus listrik (muatan positif) = ke atas.

Arah medan magnet = kutub utara ke kutub selatan magnet (ke kanan)

Terapkan aturan tangan kanan.

Jibu sahihi ni A.

11. Gambar berikut menunjukkan arah induksi magnet yang benar akibat kawat penghantar berarus I adalah….

Majadiliano

Induksi magnet atau medan magnet induksi dapat ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. 

Cara pertama, jika penghantar arus listrik berupa kawat lurus maka medan magnet induksi ditentukan dengan cara sebagai berikut : Tegakkan ibu jari tangan kanan dan rentangkan keempat jari lainnya ke depan lalu bengkokkan keempat jari ke dalam telapak tangan. Sesuaikan arah ibu jari tangan kanan dengan arah arus listrik (I). Arah medan magnet induksi sama dengan arah tekukan keempat jari tangan lainnya.

Cara kedua, jika penghantar arus listrik berupa kawat berbentuk lingkaran maka medan magnet induksi ditentukan dengan cara sebagai berikut : Tegakkan ibu jari tangan kanan dan rentangkan keempat jari lainnya ke depan lalu bengkokkan keempat jari ke dalam telapak tangan. Sesuaikan arah keempat jari tangan kanan dengan arah arus listrik (I). Arah medan magnet induksi sama dengan arah ibu jari.

Sekarang terapkan kaidah tangan kanan pada masing-masing jawaban.

Jawaban A : Menggunakan aturan tangan kanan cara pertama, jawaban ini benar.

Jawaban B : Menggunakan aturan tangan kanan cara pertama, jawaban ini salah. Mengapa salah ? Lingkaran dan tanda x artinya arah medan magnet induksi menjauhi pembaca (tegak lurus masuk bidang kertas), sedangkan lingkaran dan bulatan hitam artinya arah medan magnet mendekati pembaca (tegak lurus ke luar bidang kertas). Jika diterapkan aturan tangan kanan maka lingkaran dan bulatan hitam harus berada di atas mewakili arah medan magnet yang mendekati pembaca, sedangkan lingkaran dan tanda x harus berada di bawah mewakili arah medan magnet yang menjauhi pembaca.

Jawaban C : Menggunakan aturan tangan kanan cara kedua, jawaban ini salah.

Jawaban D : Menggunakan aturan tangan kanan cara pertama, jawaban ini salah (mirip dengan jawaban B).

Jawaban E : Menggunakan aturan tangan kanan cara pertama, jawaban ini salah (mirip dengan jawaban B).

Jibu sahihi ni A.

12.

Majadiliano

Arah medan magnet induksi atau arah induksi magnetik dapat ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan, seperti pada soal sebelumnya.

Jawaban A : Menggunakan aturan tangan kanan cara pertama, jawaban ini salah.

Jawaban B : Menggunakan aturan tangan kanan cara kedua, jawaban ini salah.

Jawaban C : Menggunakan aturan tangan kanan cara kedua, jawaban ini benar.

Jawaban D : Menggunakan aturan tangan kanan cara pertama, jawaban ini salah.

Jawaban E : Menggunakan aturan tangan kanan cara kedua, jawaban ini salah.

Jibu sahihi ni C.

13. Perhatikan gambar! Dua kawat sejajar yang sangat panjang dialiri arus listrik yang sama besar yaitu 3 A. Jika jarak kedua kawat adalah 40 cm, maka induksi magnet di titik P adalah μ_o = 4π x 10^-7 Wb A^-1 m^-1 ni…

A. 2 x 10^-6 T
B. 4 x 10^-6 T
C. 6 x 10^-6 T
D. 8 x 10^-6 T
E. 12 x 10^-6 T

Majadiliano
Inajulikana :
Mkondo wa umeme (I) = Ampea 3
Jarak kawat 1 dan 2 (r₁₂) = 40 cm = mita 0,4
Jarak kawat 1 dan P (r_1P) = 30 cm = mita 0,3
Jarak kawat 2 dan P (r_2P) = 40 – 30 = 10 cm = 0,1 meter
µ_o = 4π x 10^-7 Wb.A^-1.m^-1
Aliuliza : Induksi magnet di titik P
Jawab :

Induksi magnet oleh kawat 1 (kawat kiri) :

Arah induksi magnet mask bidang kertas atau tegak lurus ke dalam menjauhi mata pembaca.
Induksi magnet oleh kawat 2 (kawat kanan) :

Arah induksi magnet keluar bidang kertas atau tegak lurus ke luar menuju mata pembaca.
Induksi magnet di titik P :
B_P =B₂ - B₁ = 6x10^-6 - 2 x 10^-6
B_P = 4x10^-6 Tesla
Arah induksi magnet di titik P sama dengan arah induksi magnet oleh kawat 2, yakni keluar bidang kertas atau tegak lurus ke luar menuju mata pembaca.
Jibu sahihi ni B.

14. Sebuah penghantar lurus panjang dialiri arus 2 A seperti tampak pada gambar di samping. Besar dan arah induksi magnet di titik P adalah …. (μ_o = 4π x 10^-7 Wb A^-1 m^-1)

A. 8 . 10^-5 T, masuk bidang kertas
B. 6 . 10^-5 T, keluar dari bidang kertas
C. 4 . 10^-5 T, masuk bidang kertas
D. 2 . 10^-5 T, keluar dari bidang kertas
E. 1 . 10^-5 T, masuk bidang kertas

Majadiliano
Inajulikana :
Mkondo wa umeme (I) = Ampea 2
Jarak kawat ke titik P (r_P) = 4 cm = 0,04 m
μ_o = 4π x 10^-7 Wb. A^-1 m^-1
Aliuliza : Besar dan arah induksi magnet di titik P
Jawab :

Arah induksi magnet masuk bidang kertas atau tegak lurus ke dalam menjauhi mata pembaca.
Jibu sahihi ni E.

15. 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

Majadiliano
Inajulikana :
Jari-jari kelengkungan (r) = 50 cm = 0,5 meter
Nguvu ya sasa (I) = 1,5 Ampea
Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π.10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Aliuliza : 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.
Jibu sahihi ni E.

16. 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

Majadiliano
Inajulikana :
Jari-jari kelengkungan (r) = 3π cm = (3π/100) meter
= 3π/10² meter = 3π.10^-2 mita
Nguvu ya sasa (I) = 6 Ampea
Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π.10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Aliuliza : 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.
Jibu sahihi ni A.

17. 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
Majadiliano
Inajulikana :
Jari-jari kelengkungan (r) = 2π cm = (2π/100) meter
= 2π/10² meter = 2π.10^-2 mita
Nguvu ya sasa (I) = 9 Ampea
Permeabilitas vakum (µ_o) = 4π.10^-7 Wb.A^-1 m^-1
Aliuliza : 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.
Jibu sahihi ni B.

18. 

Kawat P dialiri arus listrik 6 A dengan arah ke atas seperti gambar berikut :

Jika µ_o = 4π.10^-7 wbA^-1m^-1 dan terjadi gaya tolak menolak per satuan panjang antara kawat P dengan Q sebesar 1,2.10^-5 Nm^-1, maka besar dan arah arus listrik pada kawat Q adalah….

A. 1 A ke atas

B. 1 A ke bawah

C. 10 A ke atas

D. 10 A ke bawah

E. 20 A ke atas

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

I_P = Ampea 6

µ_o = 4π x 10^-7 wb A^-1 m^-1

F/l = 1,2 x 10^-5 N m^-1

L = mita 1

Aliuliza: Besar dan arah arus listrik pada kawat Q

Jibu:

Arah arus listrik pada kawat Q :

Terjadi gaya tolak menolak antara kawat P dan kawat Q sehingga arah arus listrik pada kawat P berlawanan dengan arah arus pada kawat Q. Pada kawat P arah arus listrik ke atas sehingga pada kawat Q arah arus listrik ke bawah.

Besar arus listrik pada kawat Q :

Jibu sahihi ni D.

19. Dua kawat sejajar L dan M terpisah 2 cm satu sama lain (lihat gambar). Pada kawat M dialiri arus 4 A dan kedua kawat mengalami gaya tolak menolak per satuan panjang sebesar 6 x 10^-5 Nm^-1. Besar dan arah kuat arus pada kawat L adalah…. (µ_o = 4π.10^-7 Wb.A^-1m^-1)

A. 1,2 A searah dengan arus pada kawat M

B. 1,2 A berlawanan arah dengan arus pada kawat M

C. 1,5 A searah dengan arus pada pada kawat M

D. 1,5 A berlawanan arah dengan arus pada kawat M

E. 2,4 A searah dengan arus pada kawat M

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

I_M = Ampea 4

µ_o = 4π x 10^-7 wb A^-1 m^-1

F/l = 6 x 10^-5 N m^-1

L = 2 cm = 0,02 meter

Aliuliza: Besar dan arah kuat arus listrik pada kawat L

Jibu:

Arah arus listrik pada kawat L :

Terjadi gaya tolak menolak antara kawat L dan kawat M sehingga arus listrik pada kawat L berlawanan arah dengan arus pada kawat M. Pada kawat M arus listrik berarah ke atas sehingga pada kawat L arus listrik berarah ke bawah.

Besar arus listrik pada kawat L :

Jibu sahihi ni D.

20. Jika q adalah muatan listrik positif, v adalah gerak muatan, B adalah medan magnet dan F adalah arah gaya magnet, maka gambar yang tepat untuk sebuah muatan yang melintasi medan magnet adalah…
Majadiliano

Arti simbol x dan o pada gambar
Perhatikan gambar-gambar di atas. Simbol x artinya arah medan magnet B tegak lurus ke dalam menembus bidang monitor (menjauhi pembaca). Simbol o artinya arah medan magnet B tegak lurus ke luar (mendekati pembaca).

Arah gerak muatan listrik (v), arah medan magnet (B) dan arah gaya magnet (F) saling tegak lurus satu sama lain. Arah gerak muatan listrik, medan magnet dan gaya magnet ditentukan secara tepat menggunakan aturan tangan kanan.

Aturan tangan kanan
Rentangkan tangan kanan, tegakkan ibu jari dan rapatkan keempat jari yang lain. Atur agar keempat jari menunjukan arah medan magnet (B) kutoka ibu jari menunjukan arah gerak muatan (v). Jika muatan positif, telapak tangan kanan menuju arah gaya magnet (F). Jika muatan negatif, punggung tangan kanan menuju arah gaya magnet (F).

Terapkan kaidah tangan kanan pada gambar-gambar di atas.
Jibu sahihi ni A.

21. Sebuah muatan negatif (-q) bergerak di dalam medan magnet homogen B seperti ditunjukkan pada gambar. Gambar yang benar mengenai gaya magnetik yang dialami muatan adalah…
Majadiliano
Terapkan sheria ya mkono wa kulia pada gambar-gambar di atas.
Jibu sahihi ni E.

22. Sebuah muatan positif bergerak memotong medan magnet homogen secara tegak lurus. Gambar yang benar tentang arah gaya magnet, kecepatan, dan medan magnet adalah…
Majadiliano
Terapkan sheria ya mkono wa kulia pada gambar-gambar di atas.
Jibu sahihi ni B.

Chanzo cha Swali:

Maswali ya Fizikia ya Mtihani wa Kitaifa kwa Shule ya Upili ya Wazee/Shule ya Upili ya Ufundi