pembahasan soal induksi magnetik

MAGNET dan GAYA LORENTZ (soal dan pembahasan)
1.        Perhatikan faktor-faktor berikut! 

(1)   luas penampang kawat

(2)   permeabilitas

(3)   hambatan dalam kawat

(4)   arus yang mengaliri kawat

yang memengaruhi besarnya induksi/medan magnet pada suatu kawat lurus yang dialiri listrik adalah ….

A.    (1) dan (2)

B.     (1) dan (3)

C.     (1) dan (4)

D.    (2) dan (3)

E.     (2) dan (4)

Jawab: E
pembahasan:

rumus kuat medan magnet / induksi magnetik (B)

B berbanding lurus oleh permeabilitas (𝜇) , kuat arus (I) dan jarak (a) 

2.         Sebuah penghantar lurus panjang dialiri arus 2 A seperti tampak pada gambar disamping. Besar dan arah induksi magnet di titik P adalah …. (µ_o = 4π × 10^-7 Wb/Am)

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

Jawab: E
pembahasan

diketahui:
I = 2A
𝜇o = 4𝜋 . 10^-7 Wb/A.m
a = 4 cm = 0,04 m

ditanyakan: B

        4𝜋 . 10^-7 . 2

B = ^{_____________} 

          2𝜋 . 0,04

B = 10^-5 Tesla 

3.        Perhatikan gambar berikut!

berdasarkan gambar diatas, arah gaya magnetik yang dialami kawat yang berada di antara dua magnet tersebutadalah ….

A.    ke arah B

B.     ke kiri

C.     ke kanan

D.    tegak lurus masuk bidang kertas

E.     tegak lurus keluar bidang kertas

Jawaban: E

pembahasan:

Arah gaya magnetic dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan aturan gaya Lorentz. Jika arah arus dari A ke B dan arah kuat medan magnetik dari utara ke selatan maka arah gaya magnetik tegak lurus keluar bidang kertas. (F = telapak tangan, B = 4 jari, I = jempol)

4. Seutas kawat panjang memiliki arus sebesar I ampere yang berjarak a meter dari sebuah titik sehingga memiliki kuat medan magnetik sebesar B. Jika kawat diletakkan sejauh 2a dari titik tersebut, besar induksi magnetiknya adalah ….

A. B

B. 2B

C. 4B

D. 1/2 B

E. 1/4B

pembahasan:

rumus induksi magnetik

B berbanding lurus dengan I, dan
B terbalik dengan a

B₁ : B₂ = a₂ : a₁
B : B₂ = 2a : a
B₂ = 1/2 B

5.        Dua buah kawat lurus panjang diletakkan sejajar pda jarak 2 cm satu sama lain dialiri arus seperti gambar. Jika arus yang mengalir kedua kawat sama besar 2A, maka induksi magnetik pada titik P adalah …. (µ₀ = 4π×10^-7 Wb/Am)

A.    8×10^-5 T keluar bidang gambar

B.     8×10^-5 T masuk bidang gambar

C.     4×10^-5 T masuk bidang gambar

D.    4×10^-5 T masuk bidang gambar

E.     0 T

Jawaban:

Diketahui:

µ₀ = 4π×10^-7 Wb/Am

i₁ = i₂ = 2A

a = 1 cm = 1×10^-2 m

Ditanyakan: B

pembahasan:

6.         Suatu kawat dilengkungkan dengan jari-jari 40 cm dan dialiri arus listrik seperti pada gambar. 

Besar dan arah induksi magnetik di titik P (µ₀ = 4π × 10^-7 Wb/Am) adalah ….

A.    2,5π × 10^-7 T ke dalam bidang

B.     5 × 10^-7 T ke luar bidang

C.     5π × 10^-7 T ke dalam bidang

D.    1 × 10^-6 T ke luar bidang

E.     π × 10^-6 T ke dalam bidang

Jawaban: E

7.        Kawat L dan M sejajar berarus listrik seperti pada gambar!

Besar dan arah gaya magnetik persatuan panjang yang dialami kawat L dan M sebesar …. (µ_o = 4π × 10^-7 Wb/mA)

A.    48 × 10^-7 N/m tolak menolak

B.     24 × 10^-7 N/m tarik menarik

C.     48 × 10^-6 N/m tarik menarik

D.    36 × 10^-6 N/m tolak menolak

E.     48 × 10^-4 N/m tolak menolak

Jawaban: C

Diketahui:

µ_o = 4π × 10^-7 Wb/mA

I_L = 4A

I_M = 6 A

a = 10 cm = 1×10^-1 m

Ditanyakan: F/l

Jawab:

Jadi, besar dan arah gaya magnetik yang dialami kawat L dan M sebesar 48 × 10^-6 N/m tarik menarik.

8.        Dua kawat sejajar dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar. Jika µ₀ = 4π × 10^-7 Wb/Am, maka besar dan arah gaya magnetik persatuan panjang yang dialami kedua kawat adalah ….

A.    10^-5 N/m, tarik-menarik

B.     3 ×  10^-5 N/m, tolak-menolak

C.     3 ×  10^-5 N/m, tarik-manarik

D.    6 ×  10^-5 N/m, tolak-menolak

E.     6 ×  10^-5 N/m, tarik-menarik

Jawaban: E

Diketahui:

  

Apabila ada dua buah kawat yang arahnya sama maka gaya magnetik persatuan panjang memiliki arah tarik menarik. Adapun besarnya gaya magnetik dapat ditetukan dengan perhitungan sebagai berikut.

9.        Dua kawat sejajar panjang sama 1 m dan dialiri arus listrik dengan arah yang sama. Berapakah gaya lorentz yang dialami oleh kedua kawat......(µ₀ = 4π × 10^-7 Wb/A m)

A.    2×10^-5 N tolak menolak

B.     3×10^-5 N tolak menolak

C.     5×10^-5 N tolak menolak

D.    7×10^-5 N tolak menolak

E.     9×10^-5 N tolak menolak

Jawaban: A

10. Seutas kawat penghantar panjang terletak diantara kutub-kutub magnet dan dialiri arus sebesar I ampere. Arah gaya Lorentz yang dihasilkan adalah ….

A.    searah dengan A

B.     searah dengan B

C.     searah dengan C

D.    searah dengan D

E.     searah dengan I

Jawaban: A

Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Arus yang mengalir searah dengan arah jempol, sedangkan arah medan magnet searah dengan keempat jari lainnya. Arah medan magnet dari utara menuju selatan sehingga arah gaya Lorentz searah dengan A.