Contoh-Contoh Soal Listrik Magnet dan Pembahasannya Lengkap
Contoh-Contoh Soal Listrik Magnet dan Pembahasannya Lengkap – Dilihat dari namanya, contoh soal listrik magnet dan pembahasannya ini sudah jelas mengenai materi mata pelajaran fisika.
Elektromagnet merupakan jenis magnet yang medan magnetnya dihasilkan dari arus listrik.
Elektromagnet sendiri biasanya terdiri dari kawat yang dililit lalu menjadi kumparan.
Contoh-Contoh Soal Listrik Magnet dan Pembahasannya Lengkap
Faktanya medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. Hal ini bisa terjadi apabila medan magnet berubah seiring dengan berjalannya waktu. Arus listrik dapat menimbulkan medan magnet.
Untuk tahu lebih lanjut, berikut ini beberapa contoh soal listrik magnet dan pembahasannya.
Soal Nomor 1
Pada suatu daerah yang memiliki medan magnetik, partikel bergerak dalam lintasan dengan bentuk…
a. Solenoida dengan sumbu lengkung.
b. Spiral berukuran besar.
c. Spiral dengan penampang yang ukurannya mengecil.
d. Toroida dengan sumbu yang sejajar v.
e. Solenoida dengan sumbu sejajar pada medan magnetik.
Pembahasan:
Contoh soal listrik magnet dan pembahasannya yang pertama ini ada beberapa catatan mengenai lintasan yang ditempuh muatan yang memasuki medan magnet.
Jenis muatan yang bergerak sangat mempengaruhi hukum arah gaya Lorentz. Jika muatan tersebut positif, maka untuk penentuan arahnya menggunakan kaidah tangan kanan.
Sebaliknya, muatan negatif arah berlawanan v dianalogikan sebagai arah arus. Dengan demikian, penentuan arah menggunakan kaidah tangan kanan.
Dalam soal ini perpaduan antara dua gerak dapat menghasilkan lintasan bentuk spiral yang hampir sama dengan solenoida.
Ukuran penampang tetap sama dan arahnya searah dengan medan magnet. Jadi, jawabannya adalah E.
Soal Nomor 2
Suatu kawat yang dialiri arus listrik sebesar 10 A dan yang merasakan medan magnet sebesar 0,05 µo = 4π x 10-7 Wb/Am) Tentukan jarak dari suatu partikel terhadap kawat tersebut
a. 0,04 mm
b. 2 mm
c. 3,00 mm
d. 00,2 mm
e. 0,02 mm
Pembahasan:
Contoh soal listrik magnet dan pembahasannya yang kedua ini menentukan jarak partikel terhadap kawat.
Diketahui:
I = 10 A
B = 0,05 T
Jadi, jawabannya adalah 0,02 mm pilihan ganda dari E.
Soal Nomor 3
Sebuah partikel A memiliki muatan listrik masuk ke magnet dengan lintasan dan membentuk lingkaran yang nilai jari-jari sebesar 4 cm.
Sementara itu partikel B memiliki kecepatan gerak sebanyak 1,5 kali dari partikel pertama.
Dari gerakan ini membentuk lintasan lingkaran yang memiliki jari-jari 14 cm. Tentukan perbandingan massa per muatan antara kedua partikel tersebut.
Pembahasan:
Contoh soal listrik magnet dan pembahasannya yang ketiga ini perlu dilakukan perbandingan massa dengan rumusan q.B.R = m.v
Diketahui
R1 = 4 cm = 10-2 m x 4
R2 = 14 cm = 10-2 m x 14
V2 = 1,5V1
Untuk menentukan perbandingan muatan/massa bisa diperoleh dengan rumus q.B.R = m.v
Maka akan mendapatkan hasil perbandingan
Karena berada di medan magnet yang sama, maka B dapat dicoret, sehingga
Jadi perbandingan muatan antara partikel pertama dan kedua adalah 1 : 2.
Soal Nomor 4
Diketahui sebuah toroida mempunyai nilai jari-jari 20 cm dan diberikan arus listrik 1,2 A. Induksi magnetik di sumbu toroida sebesar 3,2 x 10-3T. tentukan seberapa banyak lilitan pada toroida tersebut.
Pembahasan:
Contoh soal listrik magnet dan pembahasannya selanjutnya ini perlu mengetahui banyaknya lilitan pada toroida.
Diketahui:
r = 20 cm = 0,2 m
I = 1,2 A
B = 1,2 A x 10-3T
Jadi, banyaknya lilitan pada toroida sebanyak 1000 lilitan.
Soal Nomor 5
Sebuah kumparan kawat melingkar dengan jari-jari 10 mm dan memiliki 30 lilitan.
Jika arus listrik yang mengalir dalam kumparan tersebut sebanyak 3 ampere, berapakah induksi magnetik yang terjadi di pusat kumparan?
Pembahasan:
Contoh soal listrik magnet dan pembahasannya selanjutnya ini perlu mencari berapa induksi magnetik yang bisa terjadi di pusat kumparan.
Jadi induksi magnetik yang terjadi di pusat kumparan adalah 9πx10-4T
Soal Nomor 6
Sebuah kawat memiliki arus listrik 9 A dengan arah ke atas berada dalam medan magnetik 2 T dengan membentuk sudut 30˚ terhadap kawat.
Jika panjang kawatnya 3 meter, tentukan berapa besar gaya Lorentz yang dialami kawat.
Jadi, besar gaya Lorentz yang dialami oleh kawat adalah sebesar 27 N.
Soal Nomor 7
Suatu muatan memiliki massa 2.3 x 10-28 kg dengan gerakan memotong tegak lurus dalam medan magnetik sebesar 6 tesla. Apabila muatan sebesar 1.6 x 10-19 C dengan jari-jari 8 mm, tentukan kecepatan muatan tersebut.
Jadi, kecepatan dari muatan tersebut adalah 3,3 x 107 m/s
Soal Nomor 8
Sebuah solenoida terbuat dari kumparan kawat yang memiliki 150 lilitan, panjang solenoida 60 cm, luas penampang 30 cm2. Arus yang mengalir melalui solenoida sebesar 6 A, rapat energi magnetik yang terjadi sebesar…
a. 0.40p ]/m3
b. 0.45p ]/m3
c. 0.46p ]/m3
d. 0.55p ]/m3
e. 0.69p ]/m3
Pembahasan:
Diketahui:
N = 150 lilitan
I = 60 cm = 0.6 m
A = 30 cm2 = 10-3 m2 x 3
I = 6 A
Menghitung rapat energi magnetiknya
Jadi, jawabannya adalah B.
Soal Nomor 9
Suatu Solenoida memiliki panjang 5 dengan 300 lilitan. Jika solenoida tersebut dialiri arus 4 A, tentukan induksi magnetik di pusat ujung solenoida.
Pembahasan:
Contoh soal listrik magnet dan pembahasannya nomor 9 ini menentukan induksi magnetik di pusat dan ujung solenoida.
Soal Nomor 10
Niken memiliki kawat penghantar yang melingkar dengan jari-jari kelengkungan sebesar 4π cm dan membentuk sudut sebesar 120 ˚.
Jika Niken mengalirkan listrik sebesar 16 A, maka hitunglah berapa besarnya induksi magnetik di titik C.
Pembahasan:
Soal Nomor 11
Sebuah kawat dengan bentuk lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 10 A dari arah timur menuju ke barat. Berapakah besar dan arah induksi magnetik yang berada di titik P di bawah kawat tersebut di jarak 10 cm.
a. 2.10-5 T
b. 2.10-6 T
c. 4.10-5 T
d. 10.10-5 T
e. 10-5 T
Pembahasan:
Diketahui:
I = 10 A
A = 10 cm = 0,1 m
= 4 x 10-7 WbA-1m-1
Jadi, besarnya induksi magnetik adalah 2.10-5 yang mengarah ke selatan.
Soal Nomor 12
Terdapat sebuah solenoida yang berisi 300 lilitan dengan arus listrik sebesar 2 A, panjang solenoida tersebut 30 cm. Berapakah induksi magnet yang ada tengah-tengah solenoid?
a. 4 x 10-4 Wb/m2
b. 10-4 Wb/m2
c. 16 x 10-4 Wb/m2
d. 2 x 10-4 Wb/m2
e. 8 x 10-4 Wb/m2
Pembahasan:
Diketahui:
N = 300 lilitan
I = 2 A
μ₀ = 4π x 10-7 Wb/Am
Jika di pusat solenoida, hal ini berarti:
B = μ₀. N. I/L
B = 4π x 10-7. 300. 2 / 3x 10-1
B = 2400 π x 10-7 / 3 x 10-1
B = 800 π x 10-6
B = 8 π x 10-4 T
Jadi, jawabannya adalah E.
Demikianlah beberapa contoh soal listrik magnet dan pembahasannya, semoga bisa membantu kamu.
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: