Strategi A+ Ting 5 - Fizik

49 (d) Jisim kapal kargo B ialah 17.5 × 1013 kg. Hitung daya apungan yang bertindak ke atas kapal kargo B. The mass of cargo ship B is 17.5 × 1013 kg. Calculate the buoyant force acting on cargo ship B. Daya apungan kapal kargo B = Berat kapal kargo B Buoyant force of cargo ship B Weight of cargo ship B = mg = (17.5 × 1013)(9.81) = 1.717 × 1015 N [2 markah/marks] (e) Apakah yang akan berlaku kepada kapal kargo B jika berada di muara sungai? Beri satu sebab. What will happen to cargo ship B if at the river bay? Give one reason. [Apa] Lebih tenggelam. [Mengapa] Ketumpatan air sungai lebih rendah//kecil daripada ketumpatan air laut. [What] Sink deeper. [Why] The density of river water is lower//smaller than the density of seawater. [2 markah/marks] Bahagian B 4 Rajah 4.1 menunjukkan dua buah picagari berlainan saiz digunakan untuk mengangkat satu beban. Diagram 4.1 shows two syringes with different sizes used to lift a load. Daya F1 Force F1 Daya F2 Force F2 Beban Load Omboh besar Large piston Picagari besar Large syringe Omboh kecil Small piston Picagari kecil Small syringe Tiub Tube Rajah 4.1/ Diagram 4.1 (a) (i) Apakah prinsip fizik yang menerangkan situasi di atas? What is the physics principle which explains the above situation? [1 markah/mark] (ii) Terangkan bagaimana picagari besar boleh digunakan untuk mengangkat beban dengan daya, F2 apabila daya, F1 dikenakan pada omboh kecil dengan luas keratan rentas, A1 . Explain how the large syringe can be used to lift the load with force, F2 when force, F1 is applied on the small piston and cross-sectional area, A1 . [4 markah/marks] (b) Rajah 4.2 menunjukkan sebuah jengkaut yang menggunakan sistem hidraulik untuk menurunkan pasir daripada sebuah baldi jengkaut di suatu kawasan pembinaan. Diagram 4.2 shows an excavator used a hydraulic system to unload sand from the excavator bucket in a construction area. Sistem hidraulik Hydraulic system Baldi jengkaut Excavator bucket Pasir Sand Rajah 4.2/ Diagram 4.2 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 49 9/11/2023 2:23:34 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

50 Jadual 1 menunjukkan ciri-ciri bagi empat jenis sistem hidraulik yang berbeza. Table 1 shows the characteristics of four different type of hydraulic systems. Sistem hydraulik Hydraulic system Jenis bendalir Type of fluid Kadar didih bendalir hidraulik Rate of boiling of hydraulic fluid Luas keratan rentas omboh utama Cross-sectional area of master piston Luas keratan rentas omboh hamba Cross-sectional area of slave piston S Minyak Oil Tinggi High Kecil Small Besar Big T Minyak Oil Rendah Low Kecil Small Besar Big U Air Water Rendah Low Besar Big Kecil Small V Air Water Tinggi High Besar Big Kecil Small Jadual 1/Table 1 Kaji spesifikasi keempat-empat sistem hidraulik tersebut. Terangkan kesesuaian setiap spesifikasi dan tentukan sistem hidraulik yang paling sesuai digunakan bagi menurunkan pasir daripada baldi jengkaut. Berikan sebab bagi pilihan anda. Study the specifications of all four hydraulic systems. Explain the suitability of each specification and determine the most suitable hydraulic system to be used to unload the sand from the excavator bucket. Give reasons for your choice. [10 markah/marks] (c) Dalam sistem brek hidraulik sebuah jengkaut, luas keratan rentas omboh dalam silinder utama dan silinder hamba pada tayar hadapan masing-masing ialah 3 cm2 dan 12 cm2 . Daya 30 N dikenakan ke atas omboh dalam silinder utama. In the hydraulic brake system of an excavator, the cross-sectional area of the piston in the master cylinder and the slave cylinder at the front wheels are 3 cm2 dan 12 cm2 respectively. A force of 30 N is applied to the piston in the master cylinder. Tentukan/Determine (i) tekanan yang dipindahkan ke seluruh bendalir brek. the pressure transmitted throughout the brake fluid. [2 markah/marks] (ii) daya yang dikenakan ke atas omboh tayar hadapan. the force exerted on the piston of the front wheels. [3 markah/marks] Jawapan/Answers: 4 (a) (i) [Apa/What] Prinsip Pascal/ Pascal Principle (ii) [Bagaimana/How] • Daya, F1 yang dikenakan pada omboh kecil menghasilkan satu tekanan di permukaan, A1 . Force F1 , that is applied to the small piston produces pressure at the surface, A1 . • Tekanan itu dipindahkan secara seragam pada semua arah dalam bendalir. The pressure is transmitted uniformly in all directions throughout the fluid. • Tekanan yang sama dikenakan pada permukaan omboh besar dan menghasilkan satu daya angkat yang besar./The same pressure is exerted on the surface of the large piston and produces a high lift force. • Luas permukaan bertambah, daya angkat bertambah./The cross-sectional area increases, the lift force increases. (b) [Apa/What, Mengapa/Why] Ciri-ciri/ Characteristics Sebab/ Reason Jenis bendalir - Minyak Type of fluid - Oil Tidak boleh dimampatkan Incompressible Kadar didih bendalir hidraulik - Rendah Rate of boiling of hydraulic fluid - Low Tidak mudah tersejat Not easily vaporised Luas keratan rentas omboh utama - Kecil Cross-sectional area of master piston - Small Menghasilkan tekanan yang besar Produced high pressure Luas keratan rentas omboh kedua - Besar Cross-sectional area of slave piston - Big Menghasilkan daya yang besar Produce high force 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 50 9/11/2023 2:23:34 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

51 Pilih T kerana jenis bendalir ialah minyak, kadar didih bendalir hidraulik adalah rendah, luas keratan omboh utama yang kecil dan luas keratan omboh kedua adalah besar. Choose T because the type of fluid is oil, low rate of boiling of hydraulic fluid, small cross-sectional area of master piston and big cross-sectional area of slave piston. (c) (i) P = F A = 30 N 3 cm2 = 10 N cm-2 (ii) F = PA = (10 N cm-2)(12 cm2 ) = 120 N Bahagian C 5 (a) Rajah 5.1 menunjukkan satu keratan rentas bagi sayap sebuah kapal terbang yang sedang bergerak. Sayap kapal terbang itu mengalami satu daya angkat. Diagram 5.1 shows a cross section of a wing of a moving aeroplane. The wing of the aeroplane experiences a lift force. Daya angkat Lift force Aliran udara Air flow Rajah 5.1/ Diagram 5.1 (i) Namakan bentuk sayap kapal terbang itu. Name the shape of the wing of the aeroplane. [1 markah/mark] (ii) Terangkan bagaimana kapal terbang itu boleh terangkat dari landasan apabila bergerak pada kelajuan yang tinggi semasa berlepas. Explain how the aeroplane can lift from the track when it moves at high speed during takeoff. [3 markah/marks] (b) Rajah 5.2 dan Rajah 5.3 menunjukkan dua orang peluncur ski mempunyai jisim yang sama meluncur turun daripada platform yang tinggi dengan halaju yang sama tetapi pada sudut serang yang berbeza. Kedua-dua peluncur itu mendarat di permukaan tanah pada jarak yang berbeza. Diagram 5.2 and Diagram 5.3 show two ski jumpers of the same mass skiing down from a very high platform with the same velocity but at different attack angles. Both ski jumpers land on the ground at different distances. Sudut serang, θ1 Attack angle, θ1 h1 s1 Sudut serang, θ2 Attack angle, θ2 h2 s2 Rajah 5.2/ Diagram 5.2 Rajah 5.3/ Diagram 5.3 Berdasarkan Rajah 5.2 dan Rajah 5.3, Based on Diagram 5.2 and Diagram 5.3, (i) bandingkan magnitud sudut serang, θ, jarak mendarat, s dan ketinggian maksimum, h. Seterusnya, hubung kait sudut serang, θ dengan jarak mendarat, s dan ketinggian maksimum, h untuk membuat kesimpulan tentang hubungan antara daya angkat dengan jarak mendarat. compare the magnitude of attack angle, θ, landing distance, s and the maximum height, h. Hence, relate attack angle, θ with the landing distance, s and the maximum height, h to make a conclusion regarding the relationship between lift force and landing distance. [5 markah/marks] (ii) namakan prinsip fizik yang terlibat. name the physics principle involved. [1 markah/mark] 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 51 9/11/2023 2:23:35 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

52 (c) Rajah 5.4 menunjukkan sebuah kapal layar. Diagram 5.4 shows a sailboat. Kapal layar perlu diubah suai supaya bergerak dengan laju yang lebih tinggi dan selamat. Menggunakan pengetahuan anda tentang gerakan, daya dan sifat-sifat bahan, terangkan pengubahsuaian tersebut berdasarkan ciri-ciri papan luncur dan layar. The sailboat needs to be modified so that it will move at a higher speed and safe. Using your knowledge of motion, force and the properties of materials, explain the modifications based on the characteristics of the board and sail. [10 markah/marks] Jawapan/Answers: 5 (a) (i) [Apa/What] Aerofoil/Aerofoil (ii) [Bagaimana/How] • Halaju udara di bahagian bawah sayap adalah lebih rendah daripada di bahagian atas The velocity of air below the wing is lower than the upper wing • Tekanan di bahagian bawah sayap adalah lebih tinggi/ The pressure below the wing is higher • Perbezaan tekanan udara ini menghasilkan daya angkat yang membolehkan kapal terbang naik ke udara This difference of air pressure produces a lift force that enable the aeroplane up into the air (b)(i) • Sudut serang, θ dalam Rajah 5.3 < Rajah 5.2/The attack angle, θ in Diagram 5.3 < Diagram 5.2 • Jarak mendarat, s dalam Rajah 5.3 > Rajah 5.2/The landing distance, s in Diagram 5.3 > Diagram 5.2 • Ketinggian maksimum, h dalam Rajah 5.3 > Rajah 5.2/The maximum height, h in Diagram 5.3 > Diagram 5.2 • Sudut serang berkurang, jarak mendarat bertambah./The attack angle decreases, the landing distance increases. • Ketinggian maksimum bertambah, jarak mendarat bertambah. The maximum height increases, the landing distance increases. (ii) [Apa/What] Prinsip Bernoulli/Bernoulli’s principle (c) [Apa/What, Mengapa/Why] Pengubahsuaian/ Modifications Penerangan/ Explanation Permukaan papan luncur licin The surface of board is smooth Kurangkan rintangan air Reduced water resistance Bentuk papan luncur adalah aerodinamik The shape of board is aerodynamic Kurangkan rintangan air Reduced water resistance Ketumpatan papan luncur adalah rendah The density of board is small Ringan//Jisim rendah Light // Low mass Bahan papan luncur komposit//gentian kaca Material of board is composite//fibre glass Kuat//Tidak mudah patah Strong // Not break easily Bahan layar kalis air/Material of sail is waterproof Elak serap air//Tidak basah/Do not absorb water//Not wet Bahan layar kuat//nilon/Material of sails strong// nylon Tidak mudah koyak/Not tear easily Ketumpatan layar adalah rendah Density of sail is low Ringan//Jisim rendah//Tidak berat Light//Low mass//Not heavy Saiz layar besar Size of sail is big Daya besar untuk menentang angin / air Large force to resist the wind/iwater Layar Sail Papan luncur Board Rajah 5.4/ Diagram 5.4 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 52 9/11/2023 2:23:35 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

53 Revisi Pantas Maka/ Hence, dengan keadaan/ where V = beza keupayaan/ potential difference (V) I = arus/ current (A) R = rintangan /resistance (Ω) 2 Konduktor yang mematuhi hukum Ohm dikenali sebagai konduktor Ohm. Contohnya, dawai konstantan. Konduktor yang tidak mematuhi hukum Ohm dikenali sebagai konduktor bukan Ohm. Contohnya, mentol berfilamen tungsten. The conductor that obeys Ohm’s law is known as Ohmic conductor. For example, constantan wire. The conductor that does not obey Ohm’s law is called non-Ohmic conductor. For example, a tungsten filament bulb. Jenis konduktor Type of conductor Konduktor Ohm Ohmic conductor Konduktor bukan Ohm Non-ohmic conductor Graf V melawan I Graph of V against I V (V) 0 I (A) R V (V) 0 I (A) R Hubungan antara V dengan I Relationship between V and I V berkadar terus dengan I V is directly proportional to I V bertambah dengan I V increases with I Rintangan Resistance Tetap Constant Meningkat Increases Kadar peningkatan voltan Rate of increase of voltage Tetap Constant Meningkat Increases 3 Rintangan suatu konduktor, R ialah nisbah beza keupayaan merentasi konduktor, V kepada arus yang mengalir melalui konduktor, I, iaitu R = V I . The resistance of a conductor, R is the ratio of the potential difference across the resistor, V to the current that flows through the conductor, I, that is R = V I . V =IR Bab 3 Elektrik Electricity Tema: Elektrik dan Keelektromagnetan 1 Medan elektrik ialah kawasan di mana suatu cas elektrik mengalami daya elektrik. An electric field is a region where electric charges experience an electric force. 2 Kekuatan medan elektrik, E ditakrifkan sebagai daya elektrik yang bertindak ke atas seunit cas positif di dalam medan elektrik. Electric field strength, E is defined as the electric force acting on a unit of positive charge placed in the electric field. dengan keadaan/where E = kekuatan medan elektrik electric field strength (N C-1) F = daya elektrik/ electric force (N) q = kuantiti cas elektrik quantity of electric charge (C) 3 Arus, I ditakrifkan sebagai kadar aliran cas dalam satu konduktor. Current, I is defined as the rate of flow of charge in a conductor. dengan keadaan/ where I = arus/ current (C s-1 atau/ or A) Q = jumlah cas/ total charge t = masa/ time (s) 4 Beza keupayaan, V merentasi dua titik ialah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan seunit cas merentasi dua titik tersebut. The potential difference, V across two points is defined as the work done to move a unit of charge across the two points. dengan keadaan/where V = beza keupayaan / potential difference (J C-1 atau/ or V) W = kerja yang dilakukan/ work done ( J) Q = jumlah cas yang mengalir the amount of charges flowing 3.2 Rintangan Resistance 1 Hukum Ohm menyatakan bahawa arus elektrik, I yang merentasi suatu konduktor adalah berkadar terus dengan beza keupayaan, V yang mengalir merentasi konduktor tersebut. Ohm’s law states that the electric charge, I across a conductor is directly proportional to the potential difference, V that flows across the conductor. Secara matematik/ Mathematically, V  I V = kI dengan keadaan k ialah rintangan, R where k is a resistance, R 3.1 Arus dan Beza Keupayaan Current and Potential Difference E = F q I = Q t V = W Q 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 53 9/11/2023 2:23:35 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

54 4 Jadual berikut menunjukkan perbandingan antara litar bersiri dengan litar selari. The following table shows the comparison between series circuit and parallel circuit. Litar bersiri Series circuit Litar selari Parallel circuit V A A1 A2 A3 V1 V2 V3 I I 1 R1 R2 R3 I 2 I 3 V A I A1 A2 A3 V1 V2 V3 R1 R2 R3 I 1 I 2 I 3 Arus yang melalui setiap perintang adalah sama. The current flowing through each resistor is the same. I = I1 = I2 = I3 Jumlah arus dalam litar bersamaan dengan jumlah arus yang melalui perintang pada setiap cabang. The total current in the circuit is equal to the sum of the current passing through the resistor at each junction. I = I1 + I2 + I3 Beza keupayaan yang merentasi sel kering bersamaan dengan jumlah beza keupayaan yang merentasi semua perintang. The potential difference across the dry cell is equal to the sum of the potential differences across all the resistors. V = V1 + V2 + V3 Beza keupayaan yang merentasi sel kering sama dengan beza keupayaan yang merentasi setiap perintang. The potential difference across the dry cell is the same as the potential difference across each resistor. V = V1 = V2 = V3 Rintangan berkesan Effective resistance R = R1 + R2 + R3 Rintangan berkesan Effective resistance 1 R = 1 R1 + 1 R2 + 1 R3 5 Kelebihan litar selari: Advantages of parallel circuit: (a) Jika salah satu peralatan elektrik mengalami kerosakan atau tidak berfungsi, peralatan yang lain masih boleh berfungsi seperti biasa. If one of the devices is faulty or not functioning, the other devices can still be functioning as usual. (b) Rintangan berkesan litar adalah lebih rendah daripada mana-mana perintang di dalam litar. The effective resistance of the circuit is lower than any of the resistors in the circuit. 6 Jadual berikut menunjukkan faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan dawai. The following table shows the factors that affect the resistance of a wire. (a) Panjang dawai, l Length of wire, l Panjang bertambah, rintangan bertambah Length increases, resistance increases (b) Luas keratan rentas dawai, A Cross-sectional area of wire, A Luas bertambah, rintangan berkurang Area increases, resistance decreases (c) Kerintangan dawai, ρ Resistivity, ρ Kerintangan bertambah, rintangan bertambah Resistivity increases, resistance increases 7 Rumus untuk menghitung rintangan dawai konduktor ialah The formula to calculate the resistivity of a wire is dengan keadaan/where R = rintangan/resistance (Ω)  = kerintangan dawai/ resistivity of wire (Ω m) ℓ = panjang dawai/ length of wire (m) A = luas keratan rentas dawai (m2 ) cross-sectional area of wire (m2 ) 3.3 Daya Gerak Elektrik (d.g.e.) dan Rintangan Dalam Electromotive Force (e.m.f.) and Internal Resistance 1 Daya gerak elektrik (d.g.e.), ε bagi suatu sel kering ialah tenaga yang dibekalkan oleh sel untuk menggerakkan satu unit cas dalam satu litar lengkap. Unit S.I. bagi d.g.e. ialah volt (V) atau J C–1. The electromotive force (e.m.f.), ε of a dry cell is defined as the energy supplied by the cell to move a unit of charge in a complete circuit. The S.I. unit for e.m.f. is volt (V) or J C-1. dengan keadaan/where ε = daya gerak elektrik/electromotive force (J C–1) E = tenaga yang dibekalkan (J) energy supplied (J) Q = jumlah cas yang mengalir (C) amount of charge flowing (C) 2 Beza keupayaan, V merentasi satu komponen di dalam litar merujuk kepada tenaga yang diperlukan untuk memindahkan satu unit cas merentasi komponen tersebut. The potential difference, V across a component in a circuit refers to the energy required to transfer a unit of charge across the component. 3 Rintangan dalam, r bagi suatu sel kering adalah disebabkan oleh bahan elektrolit di dalam sel tersebut. The internal resistance, r of a dry cell is caused by the electrolyte in the cell. 4 Rintangan dalam ini menyebabkan kehilangan tenaga di dalam sel kering kerana kerja telah dilakukan untuk mengatasi rintangan elektrolit di dalam sel tersebut. Maka, beza keupayaan akan menjadi lebih rendah daripada daya gerak elektrik. This internal resistance causes energy loss in the dry cell because work is done to overcome the resistance of the electrolyte in the cell. As a result, the potential difference will become smaller than the electromotive force. 5 Susutan voltan berlaku apabila beza keupayaan, V yang merentasi terminal sel kering adalah lebih rendah daripada daya gerak elektrik (d.g.e.), ε apabila arus mengalir dalam satu litar lengkap. Voltage drop occurs when the potential difference, V that across the terminal of the dry cell is lower than the electromotive force (e.m.f.), ε when current flows in a complete circuit. ε = E Q R = ρℓ A 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 54 9/11/2023 2:23:35 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

55 Susutan voltan/ Voltage drop, Ir = ε – V Maka/ Then, V = – Ir + ε dengan keadaan/ where ε = daya gerak elektrik (d.g.e.) electromotive force (e.m.f.) V = beza keupayaan/ potential difference I = arus/ current r = rintangan dalam sel/ internal resistance of the cell R = rintangan luar/ external resistance ε = V + Ir = IR + Ir = I(R + r) V r I I R ε V (V) 0 I (A) Kecerunan Gradient = −r ε 3.4 Tenaga dan Kuasa Elektrik Electrical Energy and Power 1 Peralatan elektrik menukarkan tenaga elektrik kepada bentuk tenaga yang lain seperti tenaga cahaya, tenaga haba, tenaga kinetik dan tenaga bunyi. Electrical appliances convert electrical energy into other forms of energy such as light energy, heat energy, kinetic energy and sound energy. 2 Tenaga elektrik dihasilkan apabila kerja dilakukan untuk menggerakkan cas di dalam medan elektrik. Unit S.I. bagi tenaga elektrik ialah joule, J. Electrical energy is produced when work is done to move charges in the electric field. The S.I. unit for electrical energy is joule, J. 3 1 J ialah tenaga elektrik yang digunakan oleh peralatan elektrik apabila arus 1 A mengalir melaluinya dengan beza keupayaan 1 V merentasi peralatan elektrik itu selama 1 saat. 1 J is the electrical energy used by the electrical appliances when 1 A of current flows through them with a potential difference of 1 V for 1 second. 4 Beza keupayaan, V ialah tenaga elektrik, E yang dilesapkan untuk memindahkan satu coulomb cas, Q merentasi medan elektrik. Potential difference, V is defined as the electrical energy, E dissipated to transfer a coulomb of charge, Q across the electric field. Daripada/ From V = E Q Tenaga elektrik, Electrical energy, E = QV dengan keadaan/where V = beza keupayaan potential difference E = tenaga elektrik (J) electrical energy (J) Q= cas yang mengalir (C) the amount of charge flowing (C) 5 Hubungan antara tenaga elektrik, E, beza keupayaan, V, arus, I dengan masa, t boleh dirumuskan sebagai The relationship between electrical energy, E, potential difference, V, current, I and time, t can be expressed as E = QV = (It)V dengan keadaan/ where Q = It = VIt 6 Kuasa, P ialah kadar kerja yang dilakukan atau kadar pemindahan tenaga. Maka, kuasa elektrik ialah kadar pemindahan tenaga elektrik. Unit S.I. bagi kuasa elektrik ialah watt (W) atau J s-1. Power, P is defined as the rate of work done or the rate of energy transferred. Therefore, electrical power is the rate of electrical energy transfer. The S.I. unit for electrical power is watt (W) or J s-1. 7 Hubungan antara kuasa, P, beza keupayaan, V dengan arus, I boleh dirumuskan sebagai The relationship between power, P, potential difference, V and current, I can be expressed as P = E t = VIt t dengan keadaan/ where E = VIt Maka/ Hence, P = IV (1) Daripada/ From, P = IV = I(IR) dengan keadaan/ where V = IR Maka/ Hence, P = I2 R (2) Daripada/ From, P = IV = V R (V) dengan keadaan/ where I = V R Maka/ Hence, P = V2 R (3) 8 Label ‘240 V, 1 000 W’ pada peralatan elektrik bermaksud 1 000 J tenaga elektrik digunakan dalam masa 1 saat apabila dibekalkan dengan 240 V bekalan kuasa. The label ‘240 V, 1 000 W’ on an electrical appliance means that 1 000 J of electrical energy is used in 1 second when supplied with a 240 V power supply. 9 Jumlah penggunaan tenaga elektrik oleh peralatan elektrik: The amount of electrical energy consumed by electrical appliances: Tenaga yang digunakan = Kuasa elektrik × Masa Energy used Electrical power Time E = Pt • Unit ukuran penggunaan tenaga elektrik = kWj Unit of measurement of electrical energy consumption = kWh • 1 kWj = 1 unit elektrik 1 kWh = 1 unit of electricity • 1 kWj bermaksud 1 000 W tenaga elektrik dilesapkan atau dipindahkan oleh peralatan elektrik dalam masa 1 jam. 1 kWh means that 1 000 W of electrical energy dissipated or transferred by the electrical appliances in 1 hour. Kos penggunaan tenaga = Bilangan unit digunakan (kWj) × Kos seunit Cost of energy consumption = Number of unit used (kWh) × Cost per unit 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 55 9/11/2023 2:23:36 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

56 10 Kecekapan peralatan elektrik adalah sentiasa kurang daripada 100%. Hal ini bermaksud tidak semua tenaga yang dibekalkan ditukar kepada tenaga yang digunakan. Ini adalah kerana terdapat tenaga yang hilang untuk mengatasi geseran atau rintangan dalam peralatan. The efficiency of electrical appliances is always less than 100%. It means that not all the energy supplied is converted into useful energy. This is due to the energy lost to overcome friction or resistance in the appliances. Kecekapan/ Efficiency = Tenaga yang digunakan/ Energy used × 100% Tenaga yang dibekalkan/ Energy supplied atau/or Kecekapan/Efficiency = Kuasa output/Output power × 100% Kuasa input/ Input power Praktis PBD 3.1 Arus dan Beza Keupayaan/Current and Potential Difference Latihan 1 Mengkaji medan elektrik/To study electric field TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Elektrik. TP 2 Memahami Elektrik serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Lukis arah garis medan elektrik bagi setiap zarah bercas di bawah. Kemudian, bulatkan jawapan yang betul. TP 1 TP 2 Draw the direction of the electric field for each of the charge of the particle below. Then, circle the correct words. (a) (b) − (c) Bagi zarah yang bercas positif negatif , garis medan elektrik sentiasa menghala ke arah dalam luar . For particle with positive negative charges, the electric field lines are always pointed inwards outwards . (d) Bagi zarah yang bercas negatif, garis medan elektrik sentiasa menghala ke arah dalam luar . For particle with negative charges, the electric field lines are always pointed inwards outwards . 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 56 9/11/2023 2:23:36 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

57 2 Jadual di bawah menunjukkan keputusan yang diperoleh daripada satu aktiviti untuk mengkaji tentang medan elektrik. Lukis pemerhatian yang diperoleh dalam ruang yang disediakan. TP 2 The table below shows the results obtained from an activity to study about the electric field. Draw the observations obtained in the space provided. Plat/Plate Medan elektrik /Electric field (a) Dua sfera bercas Two point electrodes + − + − + − + − (b) Sfera bercas positif dan plat satah bercas negatif Positive point electrode and negative plate electrode + − + − + − + −−−− (c) Dua plat satah selari bercas Two parallel plate electrodes − + − + − + + + + − − − − Latihan 2 Kekuatan medan elektrik/Electric field strength TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Elektrik. 1 Tulis BENAR atau SALAH berdasarkan pernyataan di bawah. TP 1 Write TRUE or FALSE based on the statements below. Pernyataan Statement BENAR/SALAH TRUE/FALSE (a) Kekuatan medan elektrik, E yang dihasilkan oleh dua plat bercas yang selari boleh dihitung dengan menggunakan rumus E = V d . The electric field strength, E produced by two parallel charged plates can be calculated by using the formula E = V d . BENAR TRUE (b) Cas-cas yang sama akan menarik antara satu sama lain, manakala cascas yang berbeza akan menolak antara satu sama lain. Like charges will attract each other, while unlike charges will repel each other. SALAH FALSE (c) Daya elektrik yang bertindak ke atas seunit cas positif dikenali sebagai kekuatan medan elektrik. An electric force acting on a unit of positive charge is known as electric field strength. BENAR TRUE (d) Medan elektrik di antara dua plat selari yang bertentangan cas adalah tidak seragam. The electric field between two oppositely charged parallel plates is not uniform. SALAH FALSE 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 57 9/11/2023 2:23:36 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

58 Latihan 3 Kelakuan zarah bercas di dalam suatu medan elektrik Behaviour of charged particles in an electric field TP 3 mengaplikasi pengetahuan mengenai Elektrik untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul berdasarkan kesan medan elektrik. TP 3 Fill in the blanks with the correct words based on the effects of an electric field. (a) Nyalaan lilin/ Candle flame 0 2 3 4 5 6 0 2 3 4 5 6 Bekalan kuasa V.L.T. E.H.T. power supply Lilin Candle Plat logam Metal plates Lilin Candle (i) Nyalaan lilin mengion molekul udara di sekitarnya kepada ion positif dan ion negatif. The candle flame ionises the air molecules around it into positive and negative ions. (ii) Apabila V.L.T. dihidupkan, nyalaan lilin akan tersebar dan tertarik ke plat-plat logam. When the E.H.T. is switched on, the candle flame will spread out and attract to the metal plates. (iii) Ion positif akan tertarik ke plat negatif, manakala ion negatif akan tertarik ke plat positif. The positive ions will attract to the negative plate, while the negative ions will attract to the positive plate. (iv) Nyalaan lilin tersebar lebih banyak ke plat negatif kerana jisim ion positif lebih besar daripada jisim ion negatif. The candle flame spreads more towards the negative plate because the mass of positive ions is greater than the negative ions. (b) Bola pingpong bersalut logam Metal coated ping pong ball 0 2 3 4 5 6 0 2 3 4 5 6 Bekalan kuasa V.L.T. E.H.T. power supply Tali nilon Nylon string Bola pingpong disalut kerajang aluminium Pingpong ball is coated with aluminium foil Plat logam Metal plates (i) (ii) (iii) (i) Apabila V.L.T. dihidupkan, bola pingpong tidak bergerak. Bola itu dalam keadaan neutral . When the E.H.T. is switched on, the ping pong ball does not move. The ball is in neutral state. (ii) Apabila bola pingpong disesarkan ke plat positif, bola tersebut akan bercas positif . Kemudian, daya tolakan terhasil dan menolak bola ke plat negatif . When the ping pong ball is displaced to the positive plate, the ball will become positively charged. Then, a repulsive force is produced and pushes the ball to the negative plate. (iii) Apabila bola pingpong tiba di plat negatif, cas positif pada bola akan dinyahcaskan . Bola akan bercas negatif. Daya tolakan terhasil dan menolak bola ke plat positif . Proses berulang dan bola pingpong akan berayun di antara kedua-dua plat logam. When the ping pong ball reached the negative plate, the positive charges of the ball will be discharged . The ball will become negatively charged. A repulsive force is produced and pushes the ball to the positive plate. The process is repeated and the ping pong ball will oscillate in between the two metal plates. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 58 9/11/2023 2:23:37 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

59 Latihan 4 Menentukan kuantiti cas, arus elektrik dan beza keupayaan To determine the quantity of charges, electric current and potential difference TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Elektrik untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Elektrik dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. Jawab soalan-soalan berikut. TP 3 TP 4 Answer the following questions. 1 Arus yang mengalir dalam sebiji mentol ialah 0.25 A. Berapakah jumlah cas yang mengalir melalui mentol itu apabila mentol itu menyala pada kecerahan normal selama 300 s? The electric flow in a bulb is 0.25 A. What is the total charge that flows through the bulb when it lights up at normal brightness for 300 s? Q = I × t = 0.25 × 300 = 75 C 2 72 C cas mengalir melalui suatu konduktor dalam masa 8 s. Hitung arus yang mengalir dalam konduktor itu. 72 C of charge flow across a conductor in 8 s. Calculate the current that flows through the conductor. I = Q t = 72 8 = 9 A 3 Apabila suis dihidupkan, arus yang mengalir dalam litar sebuah papan iklan elektronik ialah 3.0 mA. Berapakah bilangan elektron yang mengalir dalam litar itu semasa suis dihidupkan selama 2 jam? When the switch is on, the current flow on an electronic advertisement board is 3.0 mA. What is the number of electrons flowing through the advertisement board when it is switched on for 2 hours? [Cas satu elektron/ Charge of an electron, e = 1.6 × 10-19 C] Q = I × t = 3 × 10-3 × 2 × 60 × 60 = 21.6 C n = Q e = 21.6 1.6 × 10-19 = 1.35 × 1020 elektron/ electrons 4 700 J tenaga diperlukan untuk memindahkan 5 C cas merentasi suatu konduktor. Berapakah beza keupayaan merentasi konduktor tersebut? 700 J of energy is required to transfer 5 C of charge across a conductor. What is the potential difference across the conductor? V = W Q = 700 5 = 140 V 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 59 9/11/2023 2:23:37 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

60 3.2 Rintangan / Resistance Latihan 5 Konduktor ohm dan konduktor bukan ohm/Ohmic conductor and non-ohmic conductor TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Elektrik. 1 Lengkapkan peta pokok di bawah. TP 3 Complete the tree map below. i-THINK Peta Pokok (a) Konduktor Ohm Ohmic conductor (c) Rintangan: Malar Resistance: Constant (b) Konduktor Bukan Ohm Non-ohmic conductor (d) Rintangan: Meningkat Resistance: Increases Jenis konduktor Type of conductor R I (A) V (V) 0 R I (A) V (V) 0 Latihan 6 Menghitung rintangan berkesan dalam litar To calculate the effective resistance in a circuit TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Elektrik untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Hitung jumlah rintangan bagi setiap yang berikut. TP 3 Calculate the total resistance for each of the following. (a) 5  4  1  R = 5 + 4 + 1 = 10 Ω (b) 2  4  6  3  (c) 6  3  1  4  (d) 5  4  1  3  2  1 R1 = 1 2 + 1 4 + 1 6 R1 = 1.09 Ω R = R1 + R2 = 1.09 + 3 = 4.09 Ω 1 R1 = 1 5 + 1 5 R1 = 2.5 Ω R = R1 + R2 = 2.5 + 5 = 7.5 Ω 1 R1 = 1 4 + 1 4 R1 = 2 Ω R = R1 + R2 = 2 + 6 = 8 Ω 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 60 9/11/2023 2:23:37 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

61 Latihan 7 Menyelesaikan masalah melibatkan litar bersiri dan litar selari Solving problems involving series and parallel circuits TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Elektrik dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. Jawab soalan-soalan berikut. TP 4 Answer the following questions. 1 Rajah di bawah menunjukkan sebuah litar. The diagram below shows a circuit. (a) Apabila suis S dibuka, hitung When switch S is opened, calculate (i) rintangan berkesan litar. the effective resistance of the circuit. R = 8 + 10 = 18 Ω (ii) bacaan ammeter. the reading of the ammeter. I = V R = 12 18 = 0.667 A (iii) bacaan voltmeter. the reading of the voltmeter. V = IR = (0.667)(8) = 5.336 V (b) Apabila suis S ditutup, hitung When switch S is closed, calculate (i) rintangan berkesan litar. the effective resistance of the circuit. 1 R = 1 6 + 1 18 = 4 18 R = 4.5 Ω (ii) bacaan ammeter. the reading of the ammeter. I = V R = 12 4.5 = 2.667 A 2 Rajah (a) dan Rajah (b) menunjukkan dua mentol yang serupa disusun dengan cara berbeza dan disambungkan kepada bateri 1.5 V. Diagram (a) and Diagram (b) show two identical bulbs arranged in two different ways and connected to a 1.5 V battery. Rintangan setiap mentol dalam Rajah (a) dan Rajah (b) ialah 3 Ω. Tentukan arus yang mengalir dalam setiap mentol. The resistance of each bulb in Diagram (a) and Diagram (b) is 3 Ω. Determine the current flow in each bulb. Rajah (a)/ Diagram (a), R = 3 + 3 = 6 Ω V = IR 1.5 = I(6) I = 0.25 A Rajah (b)/ Diagram (b), 1 R = 1 3 + 1 3 = 2 3 R = 1.5 Ω V = IR 1.5 = I(1.5) I = 1.00 A Setiap mentol/ Each bulb = 1.00 2 = 0.5 A 1.5 V 11.5 V 1.5 V (a) (b) 12 V 8 Ω 10 Ω S 6 Ω A V 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 61 9/11/2023 2:23:37 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

62 Latihan 8 Faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan dawai Factors that affect the resistance of a wire TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Elektrik. 1 Lengkapkan peta buih di bawah. TP 1 Complete the bubble map below. 2 Apakah maksud kerintangan dawai? TP 1 What is the resistivity of a wire? Ukuran bagi suatu konduktor untuk menentang pengaliran arus elektrik. The measure of a conductor to resist the flow of electric current . i-THINK Peta Buih Faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan dawai Factors that affect the resistance of a wire (a) Panjang dawai Length of the wire (c) Kerintangan dawai Resistivity of the wire (b) Luas keratan rentas dawai Cross-sectional area of the wire Latihan 9 Aplikasi kerintangan konduktor dalam kehidupan seharian Applications of resistivity of conductors in daily life TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Elektrik untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul tentang aplikasi kerintangan konduktor dalam kehidupan seharian. TP 3 Fill in the blanks with the correct words about the application of resistivity of conductors in daily life. (a) Elemen pemanas Heating element (i) Element pemanas digunakan dalam periuk nasi, seterika, cerek dan pemanas air. Heating elements are used in rice cookers, irons, kettles and water heaters. (ii) Elemen pemanas diperbuat daripada bahan yang mempunyai kerintangan yang tinggi . Rintangan yang tinggi membolehkan tenaga elektrik ditukarkan kepada tenaga haba . The heating element is made from a material with high resistance. High resistance enables electrical energy to be converted to heat energy. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 62 9/11/2023 2:23:38 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

63 (iii) Elemen pemanas juga diperbuat daripada bahan yang mempunyai takat lebur yang tinggi dan mempunyai kadar pengoksidaan yang rendah . Hal ini dapat mencegah elemen pemanas daripada melebur pada suhu yang tinggi dan mencegah air di dalam cerek daripada dicemari oleh oksida logam. Heating elements are also made from materials with a high melting point and a low rate of oxidation. This can prevent the heating element from melting at high temperatures and the water in the kettle from being contaminated by metal oxides. (b) Pendawaian elektrik di rumah Electrical wiring at home Dawai kuprum Copper wire Penebat Insulator Jaringan kuprum Copper mesh Penebat luar External insulator Dawai kuprum lazimnya digunakan dalam pendawaian elektrik kerana mempunyai Copper wires are normally used in electrical wiring because they have (i) rintangan yang rendah. Rintangan yang rendah dapat meningkatkan kecekapan arus yang mengalir dan mengurangkan tenaga yang hilang ke persekitaran dalam bentuk haba. low resistance . Low resistance increases the efficiency of the current flowing and reduces the energy lost as heat to the surroundings. (ii) kadar pengoksidaan yang rendah. Dawai kuprum tidak mudah teroksida oleh tindak balas dengan oksigen dalam udara. a low rate of oxidation . Copper wires do not easily oxidise by reaction with oxygen in the air. (c) Superkonduktor Superconductor ρ Tc T Superkonduktor Superconductor Bukan superkonduktor Non-superconductor (i) Superkonduktor ialah bahan yang mengkonduksikan elektrik tanpa mengalami sebarang rintangan. Tiada tenaga yang hilang apabila arus mengalir melaluinya. A superconductor is a material that conducts electricity without any resistance. There is no energy lost when the current flows through it. (ii) Suhu apabila kerintangan superkonduktor menjadi sifar dikenali sebagai suhu genting , Tc . A temperature at which resistivity of superconductors becomes zero is known as the critical temperature, Tc . Latihan 10 Menyelesaikan masalah melibatkan rumus rintangan dawai Solving problems involving wire resistance TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Elektrik dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. Jawab soalan berikut. TP 4 Answer the following question. 1 Suatu kabel kuprum mempunyai panjang 20 m dan diameter 4.00 mm. Jika kerintangan kabel kuprum itu ialah 1.68 × 10-8 Ω m, hitung rintangan kabel tersebut. KBAT Menganalisis A copper cable has a length of 20 m and a diameter of 4.00 mm. If the resistivity of the copper is 1.68 × 10-8 Ω m, calculate the resistance of the cable. R = ρl A = ρl πj2 = (1.68 × 10-8)(20) π(2.00 × 10-3)2 = 2.67 × 10-2 Ω 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 63 9/11/2023 2:23:38 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

64 3.3 Daya Gerak Elektrik (d.g.e.) dan Rintangan Dalam Electromotive Force (e.m.f.) and Internal Resistance Latihan 11 Perbandingan antara daya gerak elektrik (d.g.e.), ε dengan beza keupayaan, V Comparison between electromotive force (e.m.f.), ε and potential difference, V TP 2 Memahami Elektrik serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul. TP 2 Fill in the blanks with the correct words. Daya gerak elektrik (d.g,e), ε Electromotive force (e.m.f), ε Beza keupayaan, V Potential difference, V 3 V V A 5  3 V V A 5  (a) Suis dimatikan . The switch is turned off . (b) Arus tidak mengalir dalam litar. Current does not flow in the circuit. (c) Bacaan pada voltmeter ialah 3 V . The reading of the voltmeter is 3 V . (d) Bacaan daya gerak elektrik (d.g.e.), ε = bacaan voltmeter = 3 V . Electromotive force (e.m.f.), ε reading = voltmeter reading = 3 V . (a) Suis dihidupkan . The switch is turned on . (b) Arus mengalir dalam litar. Current flows in the circuit. (c) Bacaan voltmeter kurang daripada 3 V. The reading of the voltmeter is less than 3 V. (d) Susutan voltan berlaku. Voltage drop occurs. (e) Jika bacaan voltmeter ialah 2.7 V, maka beza keupayaan merentasi perintang 5 Ω ialah 0.3 V . If the reading of the voltmeter is 2.7 V, then the potential difference across the 5 Ω resistor is 0.3 V . (f) Susutan voltan Voltage drop Ir = E – V = 3 V – 2.7 V = 0.3 V Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https:// www.youtube.com/watch? v=Fu3DaFkPSEI untuk mengetahui tentang perbezaan antara daya gerak elektrik dengan dan beza keupayaan. Video Video 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 64 9/11/2023 2:23:38 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

65 Latihan 12 Menyelesaikan masalah melibatkan daya gerak elektrik (d.g.e.), ε dan rintangan dalam, r Problem solving involving electromotive force (e.m.f.), ε and internal resistance, r TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Elektrik untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Elektrik dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. Jawab soalan-soalan berikut. TP 3 TP 4 Answer the following questions. 1 Mentol M disambungkan kepada sel kering seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Satu voltmeter disambungkan merentasi sel kering tersebut. Apabila suis dibuka, bacaan voltmeter ialah 4.5 V. Apabila suis ditutup, bacaan voltmeter ialah 3.6 V. Bulb M is connected to a dry cell as shown in the diagram below. A voltmeter is connected across the dry cell. When the switch is opened, the voltmeter reading is 4.5 V. When the switch is closed, the voltmeter reading is 3.6 V. V ε, r Suis Mentol M Switch Bulb M (a) Apakah bacaan d.g.e. sel kering tersebut? What is the reading of e.m.f. of the dry cell? ε = 4.5 V (b) Jika rintangan mentol M ialah 6 Ω, hitung arus yang melalui mentol M apabila suis ditutup. If the resistance of bulb M is 6 Ω, calculate the current that flows through bulb M when the switch is closed. V = IR 3.6 = I(6) = 0.6 A (c) Tentukan rintangan dalam sel kering, r. Determine the internal resistance of the dry cell, r. Ir = ε – V (0.6)r = 4.5 – 3.6 r = 1.5  2 Rajah di bawah menunjukkan graf beza keupayaan, V melawan arus, I bagi sebiji sel kering. The diagram below shows a graph of potential difference, V against current, I for a dry cell. 1.5 0.5 0 1.2 l/A V/V (a) Tentukan daya gerak elektrik, ε. Determine the electromotive force, ε. ε = 1.5 V (b) Hitung rintangan dalam, r bagi sel kering itu. Calculate the internal resistance, r of the dry cell. Daripada/ From y = mx + c dengan keadaan/ where V = –rI + ε r = – kecerunan graf/ gradient of the graph = –(1.5 – 0.5) 0 – 1.2 = 0.833 Ω (c) Berapakah arus, I yang mengalir dalam litar apabila sebiji mentol dengan rintangan 9.0 Ω disambungkan kepada sel kering tersebut? KBAT Mengaplikasi What is the current, I flowing in the circuit if a bulb of resistance 9.0 Ω is connected to the dry cell? ε = I(R + r) 1.5 = I(9.0 + 0.833) I = 0.153 A 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 65 9/11/2023 2:23:38 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

66 3 Rajah (a) menunjukkan dua sel kering yang disambungkan secara bersiri dan Rajah (b) menunjukkan empat sel kering yang disambungkan secara bersiri dan selari dalam sebuah litar. Diberi d.g.e. bagi setiap sel kering ialah 1.5 V dan rintangan dalam sel kering ialah 0.5 Ω. Mentol P dan mentol Q adalah serupa dengan rintangan 5.0 Ω. Diagram (a) shows two dry cells are connected in series and Diagram (b) shows four dry cells connected in series and parallel in a circuit. Given that the e.m.f. of each dry cell is 1.5 V and the internal resistance of the dry cell is 0.5 Ω. Bulb P and bulb Q are identical with a resistance of 5.0 Ω. V V Suis Switch Suis Switch Mentol P Bulb P Mentol Q Bulb Q A A (a) (b) Tentukan Determine (a) jumlah d.g.e. yang dibekalkan oleh sel kering dalam setiap litar. the total e.m.f. supplied by the dry cells in each circuit. Jumlah d.g.e. dalam Rajah (a) adalah sama dengan jumlah d.g.e. dalam Rajah (b), iaitu 3.0 V . The total e.m.f. in Diagram (a) is equal to the total e.m.f. in Diagram (b), which is 3.0 V . (b) rintangan dalam berkesan sel kering dalam setiap litar. the effective internal resistance of dry cells in each circuit. Rajah (a)/ Diagram (a) Rajah (b)/ Diagram (b) r = 0.5 + 0.5 1 r = 1 1 + 1 1 = 1.0  1 r = 2 r = 0.5  (c) bacaan ammeter dalam setiap litar. the reading of the ammeter in each circuit. Rajah (a)/ Diagram (a) Rajah (b)/ Diagram (b) ε = I(R + r) ε = I(R + r) 3.0 = I(5.0 + 1.0) 3.0 = I(5.0 + 0.5) I = 0.5 A I = 0.545 A 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 66 9/11/2023 2:23:38 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

67 Latihan 13 Teknologi untuk penjimatan tenaga elektrik dan peningkatan kecekapan tenaga Technology for electrical energy savings and increasing the efficiency of energy TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Elektrik untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan jawapan yang betul tentang teknologi untuk penjimatan tenaga elektrik. Fill in the blanks with the correct answers about the technology for electrical energy savings. TP 3 (a) Kereta elektrik Electric cars (i) Penggunaan kereta elektrik membantu mengurangkan jejak karbon . The use of electric cars helps reduce the carbon footprint . (ii) Kereta elektrik menggunakan tenaga yang tersimpan dalam bateri yang boleh dicas semula untuk bergerak. Electric cars use energy stored in their rechargable batteries to move. (iii) Arus yang besar diperlukan untuk menggerakkan enjin. Maka, bateri disambungkan secara selari untuk mengurangkan rintangan dalam berkesan. A large current is required to move the engine. Therefore, the batteries are connected in parallel to reduce the effective internal resistance. (b) Kereta hibrid Hybrid car Stesen minyak Fuel station Stesen elektrik Electricity station Tangki minyak Fuel tank Motor Motor Enjin Engine Bateri Battery Kereta hibrid menggunakan minyak petrol dan bateri yang boleh dicas semula. Hybrid cars use petrol and rechargeable batteries. Aktiviti PAK-21 Aktiviti Projek Pasukan STEM PAK-21 TP 6 Tujuan: / Aim: Pilihan 1: Mencipta bot solar yang boleh bergerak dengan laju yang tinggi dalam tempoh yang lama Option 1: To create a solar boat that is able to move at a high speed for longer time Pilihan 2: Mencipta model rumah teknologi hijau yang mengamalkan penjimatan tenaga elektrik Option 2: To create a model of a green technology house that applies electrical energy saving Tempoh/Duration: 4 minggu/ 4 weeks Amalan teknologi hijau dalam sektor pengangkutan dan pembinaan telah membantu mengurangkan jejak karbon. Application of green technology in the transportation and infrastructure sectors helps to reduce carbon footprints. Langkah/ Steps: 1 Bahagikan murid-murid kepada beberapa kumpulan. Divide students into several groups. 2 Cari maklumat berkaitan perkara di atas daripada pelbagai sumber. Find information on the above matter from various sources. 3 Persembahkan hasil bot solar atau model rumah teknologi hijau dalam bentuk multimedia di hadapan kelas. Present the solar boat or the model of a green technology house using multimedia in front of the class. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 67 9/11/2023 2:23:39 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

68 3.4 Tenaga dan Kuasa Elektrik/ Electrical Energy and Power Latihan 14 Menyelesaikan masalah dalam kehidupan harian yang melibatkan tenaga elektrik dan kuasa Solving problems involving electrical energy and power in daily life TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Elektrik untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Elektrik dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. Jawab soalan-soalan berikut. TP 3 TP 4 Answer the following questions. 1 Rajah di bawah menunjukkan satu litar elektrik. Mentol dalam litar itu dihidupkan selama 3 minit. Bacaan voltmeter dalam litar itu ialah 3.0 V dan rintangan mentol ialah 2 Ω. The diagram below shows an electric circuit. The bulb in the circuit is light up for 3 minutes. The voltmeter reading in the circuit is 3.0 V and the resistance of the bulb is 2 Ω. V A (a) Hitung/ Calculate (i) bacaan ammeter. the ammeter reading. V = IR 3.0 = I(2) I = 1.5 A (ii) cas yang mengalir melalui mentol. the charge that flows through the bulb. Q = It = (1.5)(3 × 60) = 270 C (iii) jumlah tenaga elektrik yang ditukarkan kepada tenaga haba dan tenaga cahaya. the amount of electrical energy that converted into heat and light energy. E = VIt atau/ or E = I2 Rt = (3.0)(1.5)(3 × 60) = (1.5)2 (2)(3 × 60) = 810 J = 810 J 2 Sebuah lampu berpendarfluor mempunyai label ‘240 V, 60 W’. Tentukan A fluorescent lamp has label ‘240 V, 60 W’. Determine (a) arus yang mengalir melalui lampu pada kecerahan normal. the current that flows through the lamp at normal brightness. P = IV 60 = I(240) I = 0.25 A (b) rintangan lampu. the resistance of the lamp. P = I2 R atau/ or P = V2 R 60 = (0.252 )R 60= 2402 R = 960  R R = 960  (c) jumlah tenaga elektrik yang digunakan oleh lampu selepas 2 jam. the amount of electrical energy used by the lamp after 2 hours. E = Pt = (60)(2 × 60 × 60) = 4.32 × 105 J Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.youtube.com/ watch?v=jB4YjzvxLUg untuk mengetahui tentang cara pengiraan tenaga elektrik. Video Tutorial Video Tutorial 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 68 9/11/2023 2:23:39 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

69 3 Sejumlah 3.125 × 1019 elektron mengalir merentasi sebiji mentol dalam masa 5 saat apabila sel kering dengan beza keupayaan 3.0 V disambungkan kepada mentol tersebut. [Cas satu electron, e = 1.6 × 10-19 C] About 3.125 × 1019 electrons flow across a bulb in 5 seconds when a dry cell with potential difference of 3.0 V is connected to the bulb. [Charge of an electron, e = 1.6 × 10-19 C] Tentukan/ Determine (a) tenaga elektrik yang digunakan the electrical energy used Cas yang mengalir/ Charge flows, Q = ne = (3.125 × 1019)(1.6 × 10-19 C) = 5 C Tenaga elektrik/ Electrical energy, E = QV = (5)(3.0) = 15 J (b) kuasa elektrik the electrical power P = E t = 15 5 = 3 W 4 Lampu CFL dan lampu LED masing-masing berkuasa 40 W dan 12 W menghasilkan kecerahan yang sama. Jika kedua-dua lampu itu digunakan selama 8 jam sehari, bandingkan kos penggunaan tenaga elektrik bagi kedua-dua lampu itu pada bulan Julai. KBAT Menilai [Kos penggunaan tenaga elektrik = RM0.218 seunit] A Compact Fluorescent Lamp (CFL) and a Light Emitting Diode (LED) with a power of 40 W and 12 W respectively produce the same brightness. If both lamps are switched on for 8 hours a day, compare the cost of energy consumption for both lamps in the month of July. [Cost of electrical energy consumption = RM0.218 per unit] Lampu CFL/ CFL lamp: E = Pt = (0.04)(8) = 0.32 unit/units Kos/ Cost = 0.32 × 31 × RM0.218 = RM2.16 Lampu LED/ LED lamp: E = Pt = (0.012)(8) = 0.096 unit/units Kos/Cost = 0.096 × 31 × RM0.218 = RM0.65 Penggunaan tenaga elektrik bagi LED adalah lebih rendah daripada CFL. The use of electrical energy for LED is lower than CFL. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 69 9/11/2023 2:23:39 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

70 Latihan 15 Mengira penggunaan tenaga elektrik di rumah Calculate the electrical energy consumption at home TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Elektrik dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 1 Tarif elektrik bagi kegunaan domestik di Malaysia ditunjukkan seperti dalam jadual di bawah. The electricity tariff for domestic used in Malaysia is shown in the table below. TP 4 Blok tarif Tariff block Kadar semasa (RM/ kWj) Current rate (RM/ kWh) 200 kWj pertama (1 – 200 kWj) First 200 kWh (1 – 200 kWh) 0.218 100 kWj seterusnya (201 – 300 kWj) Next 100 kWh (201 – 300 kWh) 0.334 300 kWj seterusnya (301 – 600 kWj) Next 300 kWh (301 – 600 kWh) 0.516 300 kWj seterusnya (601 – 900 kWj) Next 300 kWh (601 – 900 kWh) 0.546 Bagi kWj seterusnya (901 kWj ke atas) For the next kWh (901 kWh onwards) 0.571 (a) Jadual di bawah menunjukkan penggunaan tenaga elektrik di rumah Puan Suzy dalam sehari. The table below shows the electrical energy consumption at Puan Suzy’s house in a day. Lengkapkan jadual tersebut. Complete the table. Peralatan elektrik Electrical appliances Kuantiti Quantity Kuasa Power (W) Tempoh penggunaan harian (j) Daily period of used (h) Tenaga yang digunakan (kWj) Energy consumed (kWh) Lampu pendarfluor Fluorescent lamp 6 43 8 43 × 8 × 6 = 2.064 1 000 Periuk nasi Rice cooker 1 600 0.6 600 × 0.6 × 1 = 0.360 1 000 Televisyen Television 1 700 4 700 × 4 × 1 = 2.800 1 000 Seterika Iron 1 2 000 0.5 2 000 × 0.5 × 1 = 1.000 1 000 Kipas siling Ceiling fan 5 75 9 75 × 9 × 5 = 3.375 1 000 Peti sejuk Refrigerator 1 130 24 130 × 24 × 1 = 3.120 1 000 Mesin basuh Washing machine 1 1 200 1.8 1 200 × 1.8 × 1 = 2.160 1 000 Jumlah unit tenaga yang digunakan dalam sehari Total unit of energy consumed in a day 14.879 kWj 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 70 9/11/2023 2:23:39 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

71 (b) Hitung jumlah unit tenaga yang digunakan dalam bulan April. Calculate the total unit of energy consumed in April. Jumlah unit tenaga yang digunakan dalam bulan April The total unit of energy consumed in April = 14.879 kWj × 30 hari/ days = 446.37 kWj (c) Hitung bil elektrik yang perlu dibayar oleh Puan Suzy pada bulan tersebut. Calculate the electricity bill that need to be paid by Puan Suzy for that month. [(200 kWj × RM0.218) + (100 kWj × RM0.334) + (146.37 kWj × RM0.516)] = RM152.53 Latihan 16 Langkah-langkah penjimatan penggunaan tenaga elektrik di rumah Steps in reducing household’s electrical energy usage TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Elektrik untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Lengkapkan peta buih di bawah. TP 3 Complete the bubble map below. Langkah-langkah penjimatan penggunaan tenaga elektrik di rumah Steps in reducing household's electrical energy usage (a) Matikan suis peralatan elektrik yang tidak digunakan. Switch off the electrical appliances that are not in use. (c) Tutup pintu peti ais dengan rapat apabila tidak digunakan. Close the refrigerator door tightly when not in use. (b) Tetapkan suhu penyaman udara pada suhu yang tidak terlalu rendah . Set the temperature of the air conditioner to a temperature that is not too low . (f) Bandingkan kuasa penggunaan peralatan elektrik sebelum membeli. Compare the power rating of electrical appliances before buying. (d) Tutup semua pintu dan tingkap semasa menggunakan penyaman udara. Close all doors and windows when using the air conditioner. (e) Gunakan lampu pendarfluor atau LED berbanding dengan lampu berfilamen. Use a fluorescent or LED lamp instead of a filament lamp. i-THINK Peta Buih 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 71 9/11/2023 2:23:39 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

72 Praktis Berformat SPM Kertas 1 1 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan corak medan elektrik yang betul? Which of the following diagrams shows the correct pattern of an electric field? A C B D 2 Rajah 1 menunjukkan nyalaan lilin diletakkan di antara dua plat logam, M dan N. Diagram 1 shows a candle flame is placed between two metal plates, M and N. V.L.T. E.H.T. + − Plat logam M Metal plate M Plat logam N Metal plate N Rajah 1/ Diagram 1 Apakah yang akan berlaku kepada nyalaan lilin apabila V.L.T. dihidupkan? What will happen to the candle flame when E.H.T. is switched on? A Nyalaan lilin menjadi pegun The candle flame becomes static B Nyalaan lilin tersebar lebih banyak ke plat M The candle flame spreads more towards plate M C Nyalaan lilin tersebar lebih banyak ke plat N The candle flame spreads more towards plate N D Nyalaan Iilin tersebar secara seragam di antara kedua-dua plat logam The candle flame spreads uniformly between the two metal plates 3 20 C cas mengalir melalui suatu dawai dalam masa 3 s. Berapakah arus dalam dawai itu? 20 C of charge flows through a point in a wire in 3 s. What is the current in the wire? A 0.15 A B 4.00 A C 6.67 A D 60.00 A 4 Rajah 2 menunjukkan tiga perintang yang disambung secara bersiri. Diagram 2 shows three resistors which are connected in series. 3  5  3  V1 V2 V3 Rajah 2/ Diagram 2 Antara yang berikut, yang manakah benar? Which of the following is true? A V3 > V2 > V1 B V1 = V3 > V2 C V1 = V3 < V2 D V1 = V2 = V3 5 Antara susunan perintang berikut, yang manakah akan menghasilkan rintangan berkesan yang minimum di antara titik P dan titik Q jika semua perintang adalah serupa? Which of the following arrangements of resistors will result in the minimum effective resistance between point P and point Q if all resistors are identical? A P Q B P Q C P Q D P Q 6 Rajah 3 menunjukkan graf beza keupayaan melawan arus, I bagi dua perintang, X dan Y. Diagram 3 shows a graph of the potential difference, V against the current, I for two resistors, X and Y. + + + +++ − − + + − − − − 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 72 9/11/2023 2:23:40 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

73 V (V) X Y I (A) Rajah 3/ Diagram 3 Antara pernyataan berikut, yang manakah benar? Which of the following statements is true? I X mempunyai rintangan yang lebih besar daripada Y. X has a bigger resistance than Y. II Y mempunyai rintangan yang lebih besar daripada X. Y has a bigger resistance than X. III Kedua-dua perintang mematuhi hukum Ohm. Both resistors obey Ohm’s law. A I dan II sahaja/ I and II only B I dan III sahaja/ I and III only C II dan III sahaja/ II and III only 7 Rajah 4 menunjukkan satu litar yang mengandungi sel kering dan perintang T. Sel kering itu mempunyai rintangan dalam, r dan daya gerak elektrik (d.g.e.) 1.5 V. Diagram 4 shows a circuit containing a dry cell and a resistor T. The dry cell has internal resistance, r and electromotive force (e.m.f.) 1.5 V. T V 1.5 V Rajah 4/ Diagram 4 Antara yang berikut, yang manakah benar mengenai bacaan voltmeter apabila suis dibuka dan ditutup? Which of the following is correct about the reading of the voltmeter when the switch is opened and closed? Suis dibuka Switch opened Suis ditutup Switch closed A 0 V 1.5 V B 0 V < 1.5 V C < 1.5 V 1.5 V D 1.5 V < 1.5 V 8 Rajah 5 menunjukkan graf beza keupayaan, V merentasi terminal sebuah sel melawan arus, I yang melalui sel itu. Diagram 5 shows a graph of the potential difference, V across the terminals of a cell against the current, I that flows through the cell. V (V) 0 I (A) 0.4 1.2 0.2 0.8 Rajah 5/ Diagram 5 Berapakah rintangan dalam sel itu? What is the internal resistance of the cell? A 0.40 Ω C 1.33 Ω B 0.75 Ω D 2.50 Ω 9 Rajah 6 menunjukkan satu litar elektrik. Diagram 6 shows an electric circuit. A V 6 V Y 2 Ω 1.2 A Rajah 6/ Diagram 6 Dengan mengabaikan rintangan di dalam ammeter, berapakah nilai rintangan bagi perintang Y? By neglecting the resistance in the ammeter, what is the value of resistor Y? A 2 Ω C 4 Ω B 3 Ω D 5 Ω 10 Rajah 7 menunjukkan satu litar yang mengandungi sel kering, ammeter dan dua mentol yang disambung secara selari. Diagram 7 shows a circuit that consists of dry cells, an ammeter and two light bulbs connected in parallel. A 6 V, 6 W 6 V, 12 W 6 V Rajah 7/ Diagram 7 Jika kedua-dua mentol menyala dengan kecerahan normal, hitung arus yang melalui ammeter itu. If both bulbs light up with normal brightness, calculate the current flowing through the ammeter. A 3.0 A C 4.0 A B 3.5 A D 6.0 A 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 73 9/11/2023 2:23:40 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

74 11 Dua perintang masing-masing dengan rintangan 5 Ω dan 10 Ω disambungkan secara selari kepada bekalan kuasa 9 V. Berapakah rintangan berkesan dalam litar tersebut? Two resistors with a resistance of 5 Ω and 10 Ω respectively are connected in parallel to a 9 V power supply. What is the effective resistance of the circuit? A 0.30 Ω B 2.00 Ω C 3.33 Ω D 7.50 Ω 12 Sebuah cerek elektrik berlabel 240 V, 1 500 W digunakan selama 1 jam sehari. Diberi kos penggunaan tenaga ialah RM0.22 seunit. Hitung kos penggunaan tenaga elektrik itu untuk 30 hari. An electric kettle labelled 240 V, 1 500 W is used for 1 hour every day. Given that the cost of energy consumption is RM0.22 per unit. Calculate the cost of energy consumption for 30 days. A RM9.90 B RM24.60 C RM56.80 D RM78.40 13 Alat elektrik yang manakah menggunakan tenaga yang paling minimum? Which electrical appliance consumes the least energy? A Kipas: 240 V, 200 W, 3 jam Fan: 240 V, 200 W, 3 hours B Cerek: 240 V, 600 W, 15 minit Kettle: 240 V, 600 W, 15 minutes C Pengisar: 240 V, 300 W, 10 minit Blender: 240 V, 300 W, 10 minutes D Ketuhar: 240 V, 1 500 W, 20 minit Oven: 240 V, 1 500 W, 20 minutes 14 Label 240 V, 2 kW pada seterika bermaksud A label 240 V, 2 kW on an iron means A 2 000 A arus digunakan setiap 1 saat apabila disambungkan kepada bekalan kuasa 240 V 2 000 A of current is used every 1 second when connected to a 240 V power supply B 2 000 W kuasa digunakan setiap 1 saat apabila disambungkan kepada bekalan kuasa 240 V 2 000 W of power is used every 1 second when connected to a 240 V power supply C 2 000 J tenaga elektrik digunakan setiap 1 saat apabila disambungkan kepada bekalan kuasa 240 V 2 000 J of electrical energy is used every 1 second when connected to a 240 V power supply 15 Jadual 1 menunjukkan suatu tarif elektrik. Table 1 shows an electricity tariff. Tarif/Tariff Kos per unit Cost per unit 200 unit pertama First 200 units RM0.22 Setiap unit berikutnya Every subsequent unit RM0.26 Jadual 1/ Table 1 Penyaman udara 2.0 kW dihidupkan selama 8 jam sehari. Hitung kos penggunaan tenaga bagi penyaman udara itu bagi bulan Ogos. A 2.0 kW air conditioner is switched on for 8 hours a day. Calculate the cost of energy consumption for the air conditioner in the month of August. A RM109.12 C RM120.96 B RM116.80 D RM128.96 Kertas 2 Bahagian A 1 Rajah 1 menunjukkan satu litar elektrik. Diagram 1 shows an electric circuit. V R A Rajah 1/ Diagram 1 Apabila suis dibuka, bacaan voltmeter ialah 3.0 V. Apabila suis ditutup, bacaan voltmeter ialah 2.8 V. When the switch is opened, the voltmeter reading is 3.0 V. When the switch is closed, the voltmeter reading is 2.8 V. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 74 9/11/2023 2:23:40 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

75 (a) Nyatakan kuantiti fizik yang diukur oleh voltmeter. State the physical quantity that is measured by a voltmeter. Beza keupayaan/ Potential difference [1 markah/ mark] (b) Hitung susutan voltan dalam litar itu. Calculate the voltage drop in the circuit. 3.0 – 2.8 = 0.2 V [2 markah/ marks] (c) Mengapakah terdapat perbezaan pada bacaan voltmeter apabila suis dibuka dan ditutup? Why there is a difference in the voltmeter reading when the switch is opened and closed? Wujudnya rintangan dalam pada sel kering/ The existence of internal resistance in the dry cells [1 markah/ mark] 2 Rajah 2 menunjukkan sebuah pengering rambut berlabel 240 V, 1 000 W. Diagram 2 shows a hair dryer labelled 240 V, 1 000 W. Rajah 2/ Diagram 2 (a) Apakah maksud 240 V, 1 000 W? What is the meaning of 240 V, 1 000 W? 1 000 J tenaga elektrik digunakan setiap 1 saat apabila disambungkan kepada bekalan kuasa 240 V. 1 000 J of electrical energy is used every 1 second when connected to a 240 V power supply. [1 markah/ mark] (b) Pengering rambut itu digunakan selama 3 jam sehari. The hair dryer is used for 3 hours per day. Hitung jumlah tenaga yang digunakan pada bulan Mei. Calculate the energy used in May. E = Pt = 1 kW × 3 jam/hours × 31 hari/days = 93 unit/units [2 markah/ marks] (c) Jika kos penggunaan tenaga ialah RM0.22 seunit, hitung kos penggunaan tenaga bagi pengering rambut itu dalam bulan Mei. If the cost of energy consumption is RM0.22 per unit, calculate the cost of energy consumption for the hair dryer in May. [1 unit = 1 kWh] Kos/ Cost = 93 unit × RM0.22 = RM20.46 [2 markah/ marks] 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 75 9/11/2023 2:23:40 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

76 3 Rajah 3.1 dan Rajah 3.2 menunjukkan dua litar elektrik yang menggunakan luas keratan rentas konduktor yang berbeza. Diagram 3.1 and Diagram 3.2 show two electric circuits that use different cross-sectional areas of conductors. _ V 0 1 2 3 4 5 _ A 0 1 2 3 4 Konduktor 5 Conductor Paku Nail Ammeter Ammeter Voltmeter Voltmeter _ V 0 1 2 3 4 5 _ A 0 1 2 3 4 Konduktor 5 Conductor Paku Nail Ammeter Ammeter Voltmeter Voltmeter Rajah 3.1/ Diagram 3.1 Rajah 3.2/ Diagram 3.2 (a) Nyatakan kuantiti fizik yang diukur oleh ammeter. State the physical quantity measured by the ammeter. Arus elektrik/ Electric current [1 markah/ mark] (b) Perhatikan Rajah 3.1 dan Rajah 3.2, bandingkan Observe Diagram 3.1 and Diagram 3.2, compare (i) bacaan ammeter. the ammeter reading. Bacaan ammeter dalam Rajah 3.2 > Rajah 3.1// sebaliknya The ammeter reading in Diagram 3.2 > Diagram 3.1// vice versa [1 markah/ mark] (ii) bacaan voltmeter. the voltmeter reading. Bacaan voltmeter dalam Rajah 3.2 = Rajah 3.1 The voltmeter reading in Diagram 3.2 = Diagram 3.1 [1 markah/ mark] (iii) jenis sambungan sel kering. the type of connection of the dry cells. Jenis sambungan sel kering dalam Rajah 3.2 = Rajah 3.1// Bersiri The type of connection of the dry cells in Diagram 3.2 = Diagram 3.1// Series [1 markah/ mark] (iv) luas keratan rentas konduktor. the cross-sectional area of the conductor. Keratan rentas konduktor dalam Rajah 3.2 > Rajah 3.1// sebaliknya The cross-sectional area of the conductor in Diagram 3.2 > Diagram 3.1// vice versa [1 markah/ mark] 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 76 9/11/2023 2:23:40 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

77 (c) Berdasarkan jawapan anda di 3(b), hubung kaitkan luas keratan rentas konduktor dengan Based on your answer in 3(b), relate the cross-sectional area of the conductor and (i) arus yang mengalir dalam litar. the current that flows in the circuit. Semakin besar luas keratan rentas konduktor, semakin besar arus yang mengalir dalam litar// sebaliknya The larger the cross-sectional area of the conductor, the larger the current flow in the circuit// vice versa [1 markah/ mark] (ii) rintangan konduktor. the resistance of the conductor. Semakin besar luas keratan rentas konduktor, semakin kecil rintangan konduktor// sebaliknya The larger the cross-sectional area of the conductor, the smaller the resistance of the conductor// vice versa [1 markah/ mark] (d) Satu lagi konduktor yang serupa disambungkan secara selari kepada konduktor dalam litar pada Rajah 3.2. Another identical conductor is connected in parallel to the conductor in the circuit in Diagram 3.2. Apakah yang akan berlaku kepada bacaan ammeter? Beri sebab bagi jawapan anda. What will happen to the ammeter reading? Give a reason for your answer. Bacaan ammeter bertambah. Rintangan berkesan berkurang. The ammeter reading increases. Effective resistance decreases. [2 markah/ marks] Bahagian B 4 Rajah 4.1 menunjukkan nyalaan lilin diletakkan di antara dua plat logam, J dan K. Diagram 4.1 shows a candle flame is placed between two metal plates, J and K. 0 2 3 4 5 6 0 2 3 4 5 6 Bekalan kuasa V.L.T. E.H.T. power supply Lilin Candle Plat logam J Metal plate J Plat logam K Metal plate K Rajah 4.1/ Diagram 4.1 Plat-plat logam J dan K masing-masing disambungkan kepada terminal positif dan negatif pada satu bekalan Voltan Lampau Tinggi, V.L.T., untuk menghasilkan suatu medan elektrik yang kuat antara plat logam J dan K apabila suis dihidupkan. The metal plates J and K are connected to the positive and negative terminals respectively to an Extra High Tension, E.H.T., supply to produce a strong electric field between plates J and K when the switch is turned on. (a) (i) Apakah maksud medan elektrik? What is the meaning of electric field? [1 markah/ mark] (ii) Apakah yang akan berlaku kepada nyalaan lilin apabila suis dihidupkan? Terangkan jawapan anda. What will happen to the candle flame when the switch is turned on? Explain your answer. [4 markah/ marks] 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 77 9/11/2023 2:23:41 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

78 (b) Rajah 4.2 menunjukkan empat jenis litar, K, L, M dan N dengan susunan yang berbeza. Setiap litar mengandungi tiga sel kering dengan daya gerak elektrik, d.g.e., 1.5 V setiap satu, dua mentol dan sebuah perintang R. Diagram 4.2 shows four types of circuits, K, L, M and N with different arrangements. Each circuit contains three dry cells of electromotive force, e.m.f., 1.5 V each, two bulbs and a resistor R. Litar K Circuit K Litar L Circuit L Litar M Circuit M Litar N Circuit N Rajah 4.2/ Diagram 4.2 Anda dikehendaki untuk menentukan litar yang paling sesuai untuk menyalakan mentol pada kecerahan normal. Anda mungkin perlu melakukan pengiraan. You are required to determine the most suitable circuit that can be used to light up the bulbs with normal brightness. You may need to do some calculations. Kaji spesifikasi keempat-empat litar itu berdasarkan aspek-aspek berikut: Study the specification of all the four circuits based on the following aspects: (i) Jenis sambungan sel kering The type of connection of the dry cells (ii) Sambungan terminal sel kering The connection of the terminals of the dry cells (iii) Jenis sambungan mentol The type of connection of the bulbs (iv) Sambungan antara perintang R dengan mentol The connection between resistor R and the bulbs Terangkan kesesuaian setiap aspek dan tentukan litar yang paling sesuai digunakan. Explain the suitability of each aspect and determine the most suitable circuit to be used. [10 markah/ marks] 2 V, 0.5 W 2 V, 0.5 W R = 10 fi 2 V, 0.5 W 2 V, 0.5 W R = 5 fi 2 V, 0.5 W 2 V, 0.5 W R = 10 fi 2 V, 0.5 W 2 V, 0.5 W R = 5 fi 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 78 9/11/2023 2:23:41 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

79 (c) Rajah 4.3 menunjukkan satu litar elektrik. Diagram 4.3 shows an electric circuit. 2.0 V, 1.0 Ω A 12.0 Ω S1 5.0 Ω S2 Rajah 4.3/ Diagram 4.3 D.g.e. dalam litar itu ialah 2.0 V dan rintangan dalam, r ialah 1.0 Ω. The e.m.f. of the cell is 2.0 V and its internal resistance, r is 1.0 Ω. Hitung bacaan ammeter apabila Calculate the reading of the ammeter when (i) hanya suis S1 dihidupkan. only switch S1 is turned on. (ii) kedua-dua suis S1 dan S2 dihidupkan. both switches S1 and S2 are turned on. [5 markah/ marks] Jawapan/ Answers: 4 (a) (i) Kawasan yang mengalami daya elektrik/ A region that experienced the electric force (ii) [Bagaimana/How] – Nyalaan lilin mengion molekul-molekul udara kepada ion-ion negatif dan ion-ion positif. The candle flame ionises the air molecules to negative ions and positive ions. – Ion-ion negatif pada nyalaan lilin akan tertarik ke plat positif, manakala ion-ion positif pada nyalaan lilin akan tertarik ke plat negatif. The negative ions on the candle flame will attract to positive plate, while the positive ions on the candle flame will attract to the negative plate. – Nyalaan lilin yang mempunyai ion-ion positif tersebar lebih banyak berbanding dengan nyalaan lilin yang mempunyai ion-ion negatif. The candle flame that has positive ions spread more than the candle flame that has negative ions. – Hal ini kerana ion-ion positif berjisim lebih besar daripada ion-ion negatif. It is because the mass of positive ions is greater than negative ions. (b)[Apa/What] Ciri-ciri/ Characteristics Sebab/ Reason Jenis sambungan sel kering - Bersiri The type of connection of the dry cells - Series Menghasilkan voltan sebanyak 4.5 V Produce a voltage of 4.5 V Sambungan terminal sel kering - Terminal positif sel kering disambungkan kepada terminal negatif sel yang lain The connection of the terminals of the dry cells - The positive terminals of the dry cells are connected to the negative terminals of the other cells Membolehkan arus mengalir Allow the current flow Jenis sambungan mentol - Selari The type of connection of the bulbs - Parallel Apabila satu mentol terbakar, mentol yang lain masih menyala When one bulb is fused, the other bulbs still light up Sambungan antara perintang R dengan mentol - Bersiri The connection between resistor R and the bulbs - Series Meningkatkan rintangan Increase the resistance 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 79 9/11/2023 2:23:41 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

80 Litar M dipilih kerana jenis sambungan sel kering ialah bersiri, terminal positif sel disambungkan kepada terminal negatif sel yang lain, jenis sambungan mentol ialah selari dan sambungan antara perintang R dan mentol ialah bersiri. Circuit M is chosen because the type of connection of the dry cells is series, the positive terminals of the dry cells are connected to the negative terminals of the other cells, the type of connection of the bulbs is parallel and the connection between resistor R and the bulbs is series. (c) (i) V = IR 2 = I(1 + 5) I = 2 6 = 0.33 A (ii) 1 R = 1 5 + 1 12 = 17 60 R = 3.529  Bahagian C 5 Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan litar elektrik yang mempunyai tiga mentol yang serupa berlabel 6 V, 10 W dengan susunan yang berbeza. Diagram 5.1 and Diagram 5.2 show electric circuits which have three identical bulbs labelled 6 V, 10 W with different arrangements. 6 V 6 V A A 1 0 2 3 4 1 0 2 3 4 Rajah 5.1/ Diagram 5.1 Rajah 5.2/ Diagram 5.2 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan 6 V, 10 W? What is meant by 6 V, 10 W? [1 markah/ mark] (b) Perhatikan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2, Observe Diagram 5.1 and Diagram 5.2, (i) bandingkan jenis litar, kecerahan mentol dan arus yang mengalir dalam litar, compare the type of circuits, the brightness of the bulbs and the current flow in the circuit, [3 markah/ marks] (ii) nyatakan hubungan antara jenis litar dengan kecerahan mentol untuk membuat kesimpulan tentang hubungan antara rintangan berkesan dengan arus yang mengalir dalam litar. state the relationship between the type of circuit and the brightness of the bulbs to make a conclusion regarding the relationship between the effective resistance and the current flow in the circuit. [2 markah/ marks] V = IR 2 = I(1 + 3.529) I = 0.44 A 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 80 9/11/2023 2:23:41 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

81 (c) Rajah 5.3 menunjukkan sebiji mentol berfilamen. Diagram 5.3 shows a filament bulb. Filamen bergelung Coiled filament Rajah 5.3/ Diagram 5.3 Terangkan mengapa filamen yang berbentuk gelung seperti dalam Rajah 5.3 menghasilkan lebih cahaya. Explain why the filament in a coiled shape as in Diagram 5.3 produces more light. [4 markah/ marks] (d) Rajah 5.4 menunjukkan elemen pemanas dalam sebuah cerek elektrik. Diagram 5.4 shows a heating element in an electric kettle. Elemen pemanas Heating element Rajah 5.4/ Diagram 5.4 Menggunakan konsep fizik yang sesuai, cadangkan dan terangkan ciri-ciri bagi elemen pemanas untuk mendidihkan air dengan lebih cepat, mudah dikendali dan lebih selamat. Using appropriate physics concepts, suggest and explain the characteristics of the heating element to boil water faster, easier to handle and safer. [10 markah/ marks] Jawapan/ Answers: 5 (a) 10 J tenaga elektrik digunakan dalam masa 1 saat apabila dibekalkan voltan sebanyak 6 V. 10 J of electrical energy used in 1 second when a voltage of 6 V is supplied. (b)(i) – Rajah 5.1 merupakan litar bersiri, manakala Rajah 5.2 merupakan litar selari. Diagram 5.1 is a series circuit, while Diagram 5.2 is a parallel circuit. – Kecerahan mentol dalam Rajah 5.2 > Rajah 5.1.// sebaliknya. The brightness of the bulbs in Diagram 5.2 > Diagram 5.1.// vice versa. – Arus yang mengalir dalam litar pada Rajah 5.2 > Rajah 5.1.// sebaliknya. The current that flows in the circuit in Diagram 5.2 > Diagram 5.1. // vice versa. (ii) – Litar selari, kecerahan mentol bertambah. Parallel circuit, the brightness of the bulb increases. – Semakin berkurang rintangan berkesan, semakin bertambah arus yang mengalir.// sebaliknya. The effective resistance decreases, the current flow in the circuit increases.// vice versa. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 81 9/11/2023 2:23:41 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

82 (c) [Bagaimana/How] – Filamen yang lebih panjang Longer filament – Rintangan filamen yang lebih tinggi/ bertambah The resistance of the filament higher/increases – Menghasilkan tenaga haba yang banyak/ tinggi Produces more/ high heat energy – Tenaga haba ditukarkan kepada tenaga cahaya (d) Heat energy is converted to light energy [Apa/What, Mengapa/Why] Cadangan/ Suggestions Sebab/ Reason Bahan pemanas – Nikrom/ Tungsten Material of heater – Nichrome/ Tungsten Rintangan tinggi// Haba tinggi High resistance// High heat Diameter dawai pemanas - Kecil Diameter of heater wire - Small Rintangan tinggi// Haba tinggi High resistance// High heat Takat lebur pemanas - Tinggi Melting point of heater - High Tidak mudah lebur/ cair Does not easily melt Kadar pengoksidaan/ pengaratan pemanas - Rendah Rate of oxidation/ rusting of heater - Low Tidak mudah karat// Tidak rapuh// Tahan lama Does not easily rust// Not corrode// Long lasting Guna termostat Use thermostat Untuk mengawal suhu To control the temperature 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 82 9/11/2023 2:23:41 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

83 Bab 4 Keelektromagnetan Electromagnetism Tema: Elektrik dan Keelektromagnetan Revisi Pantas 1 Konduktor pembawa arus akan mengalami daya apabila diletakkan dalam suatu medan magnet. Arah daya bergantung pada arah arus dalam konduktor dan arah medan magnet. A current-carrying conductor will experience a force when it is placed in a magnetic field. The direction of the force depends on the direction of the current in the conductor and the direction of the magnetic field. 2 Interaksi antara dua medan magnet, iaitu daripada konduktor pembawa arus dan magnet kekal akan menghasilkan satu medan magnet paduan yang dikenali sebagai medan lastik. The interaction between two electric fields, which are from a currentcarrying conductor and a permanent magnet, will produce a resultant magnetic field that is known as a catapult field. 3 Arah medan magnet bagi konduktor lurus boleh ditentukan dengan menggunakan petua genggaman tangan kanan, manakala arah medan magnet kekal adalah sentiasa dari utara ke selatan. The direction of the magnetic field for a straight conductor can be determined using the right hand grip rules, while the direction of the permanent magnetic field is always from north to south. Pembentukan medan lastik Formation of catapult field 4 Petua tangan kiri Fleming digunakan untuk menentukan arah daya pada konduktor pembawa arus. Fleming’s left-hand rule is used to determine the direction of the force on a current-carrying conductor. Petua tangan kiri Fleming untuk menentukan arah daya Fleming’s left-hand rule to determine the direction of the force 5 Faktor-faktor yang mempengaruhi magnitud daya ialah magnitud arus dan kekuatan medan magnet. The factors that affect the magnitude of the force are the magnitude of the current and the strength of the magnetic field. 6 Interaksi antara medan magnet daripada gegelung pembawa arus dengan medan magnet daripada magnet kekal menghasilkan sepasang daya yang sama magnitud tetapi bertentangan arah yang bertindak pada sisi gegelung. Pasangan daya ini memutarkan gegelung itu. Kesan putaran gegelung pembawa arus dalam medan magnet menghasilkan motor arus terus. The interaction between the magnetic field from a currentcarrying coil and the magnetic field from a permanent magnet produces a pair of forces of equal magnitude but acting in opposite directions on the sides of the coil. This pair of forces rotates the coil. The effect of rotation of the current-carrying coil in a magnetic field produces a direct current motor. 4.2 Aruhan Elektromagnet Electromagnetic Induction 1 D.g.e. aruhan yang merentasi suatu konduktor terhasil apabila terdapat gerakan relatif antara konduktor itu dengan suatu medan magnet atau apabila konduktor itu berada di dalam medan magnet yang berubah. Situasi ini dikenali sebagai aruhan elektromagnet. Induced e.m.f. in a conductor is produced when there is a relative motion between the conductor and a magnetic field or when the conductor is in a changing magnetic field. This situation is known as electromagnetic induction. 2 Garis-garis medan magnet yang melalui suatu permukaan dikenali sebagai fluks magnet. Konduktor yang bergerak memotong garisan medan magnet dikatakan telah memotong fluks magnet dan arus aruhan terhasil. Daya gerak elektrik juga teraruh dalam dawai jika magnet digerakkan ke arah dawai yang pegun. The lines of a magnetic field that pass through a surface are known as magnetic flux. A moving conductor cutting a magnetic field line 4.1 Daya ke Atas Konduktor Pembawa Arus dalam Suatu Medan Magnet Force on a Current-carrying Conductor in a Magnetic Field U N S Medan magnet kekal Magnetic field from permanent magnet Medan magnet konduktor pembawa arus Magnetic field from current-carrying conductor Arah arus keluar daripada satah kertas Direction of current out of the plane of the paper Arah arus ke dalam satah kertas Direction of current into the plane of the paper U N S Daya Force S U/N S U/N Medan magnet Magnetic field Arus Current Daya Force 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 83 9/11/2023 2:23:42 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

84 Faraday’s law states that the magnitude of induced e.m.f. is directly proportional to the cutting rate of the magnetic flux. 4 Petua tangan kanan Fleming digunakan untuk menentukan arah arus aruhan dalam dawai lurus. Fleming’s right-hand rule is used to determine the direction of the induced current in a straight wire. Petua tangan kanan Fleming Fleming’s right-hand rule can be said to have cut a magnetic flux amd the induced current is produced. The electromotive force is also induced in the wire if the magnet is moved towards a stationary wire. Magnet pegun dan konduktor bergerak Stationary magnet and moving conductor 3 Hukum Faraday menyatakan bahawa magnitud d.g.e. aruhan adalah berkadar terus dengan kadar pemotongan fluks magnet. 5 Arah arus aruhan dalam dawai lurus boleh ditentukan dengan menggunakan hukum Lenz. Arus aruhan yang sentiasa mengalir pada arah yang menentang perubahan fluks magnet yang menyebabkannya dikenali sebagai hukum Lenz. The direction of the induction current in a straight wire can be determined using Lenz’s law. The induced current that always flows in the direction that opposes the change in magnetic flux that causes it is known as Lenz’s law. Menentukan arah aruhan bagi solenoid dengan menggunakan hukum Lenz Determine the direction of induced current in a solenoid by using Len’z law 4.3 Transformer Transformer 1 Transformer terbahagi kepada dua jenis iaitu transformer injak naik dan transformer injak turun. Transformers are divided into two types which are step-up transformers and step-down transformers. (a) Transformer injak naik: Vs > Vp dan Ns > Np Step-up transformers: Vs > Vp and Ns > Np (b) Transformer injak turun: Vs < Vp dan Ns < Np Step-down transformers: Vs < Vp and Ns < Np 2 Transformer yang tidak mengalami kehilangan tenaga dan kecekapan, η ialah 100% dikenali sebagai transformer unggul. A transformer that does not experience any loss of energy and the efficiency, η is 100% is known as an ideal transformer. η = Kuasa output Output power Kuasa input Input power × 100% = 100% Maka/ Therefore, Kuasa input = Kuasa output Input power = Output power Vp Ip = Vs Is G 50 50 10 0 10 20 20 30 30 40 40 S U N Arah pergerakan dawai Direction of motion of wire Fluks magnet Magnetic flux d.g.e. diaruh dalam dawai e.m.f. induced in the wire Pesongan jarum galvanometer menunjukkan arus aruhan terhasil The deflection of the galvanometer needle indicates the resulting induced current Arus Current Gerakan dawai Motion of wire Medan magnet Magnetic field Arus aruhan Induced current Arus aruhan menghasilkan kutub selatan di hujung solenoid untuk menolak magnet yang mendekati solenoid Induced current produces a south pole at the end of the solenoid to repel the magnet moving towards the solenoid Magnet ditolak mendekati solenoid Magnet pushed towards solenoid Arus aruhan menghasilkan kutub utara di hujung solenoid untuk menolak magnet yang mendekati solenoid Induced current produces a north pole at the end of the solenoid to repel the magnet moving towards the solenoid Magnet ditolak mendekati solenoid Magnet pushed towards solenoid S U /N U/N S U/N U/N S S 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 84 9/11/2023 2:23:42 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

85 Praktis PBD 4.1 Daya ke Atas Konduktor Pembawa Arus dalam Suatu Medan Magnet Force on a Current-carrying Conductor in a Magnetic Field Latihan 1 Corak medan magnet paduan/Pattern on resultant magnetic field TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Keelektromagnetan. TP 2 Memahami Keelektromagnetan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Keelektromagnetan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Apakah yang akan berlaku apabila konduktor pembawa arus diletakkan dalam suatu medan magnet? TP 1 What will happen when a current-carrying conductor is placed in a magnetic field? Konduktor tersebut akan mengalami daya. The conductor will experience a force. 2 Nyatakan dua faktor yang mempengaruhi magnitud daya yang bertindak ke atas konduktor pembawa arus dalam suatu medan magnet. TP 2 State two factors that affect the magnitude of the force acting on the current-carrying conductor in a magnetic field. (a) Magnitud arus/ Magnitude of the current (b) Kekuatan medan magnet/ The strength of the magnetic field 3 (a) Tunjukkan arah arus yang mengalir dalam konduktor pada rajah di bawah. TP 2 Show the direction of the current flowing in the conductor on the diagram below. 0 2 3 4 5 6 0 2 3 4 5 6 S Bekalan kuasa a.t. d.c. power supply Konduktor Conductor U/N (b) Lukis corak medan magnet yang dihasilkan oleh konduktor pembawa arus dan magnet kekal dalam rajah di bawah. TP 3 Draw the resulting catapult field pattern produced by the current-carrying conductor and the permanent magnet in the diagram below. U N S Konduktor pembawa arus Current-carrying conductor Magnet kekal Permanent magnet + Keluar Out 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 85 9/11/2023 2:23:42 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

86 (c) Lukis medan lastik yang terhasil untuk menentukan arah tindakan daya. TP 3 Draw the catapult field to determine the direction of action of the force. U N S U N S Daya Force 4 Arah daya yang terhasil pada konduktor juga boleh ditentukan dengan menggunakan petua tangan kiri Fleming. Label petua tangan kiri Fleming di bawah. TP 1 The direction of the resulting force on the conductor can also be determined using Fleming’s left-hand rule. Label the Fleming’s left-hand rule below. (a) Daya/Force (b) Medan magnet/Magnetic field (c) Arus/Current Latihan 2 Faktor-faktor yang mempengaruhi magnitud daya yang bertindak ke atas konduktor pembawa arus dalam suatu medan magnet Factors affecting the magnitude of the force acting on a current-carrying conductor in a magnetic field TP 2 Memahami Keelektromagnetan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Lengkapkan jadual di bawah. TP 2 Complete the table below. Faktor Factor Hubungan Relationship (a) Magnitud arus Magnitude of the current Semakin bertambah magnitud arus, semakin bertambah magnitud daya. The greater the magnitude of the current, the greater the magnitude of the force. (b) Kekuatan medan magnet The strength of the magnetic field Semakin bertambah kekuatan medan magnet, semakin bertambah magnitud daya. The greater the strength of the magnetic field, the greater the magnitude of the force. Keluar Out 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 86 9/11/2023 2:23:43 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

87 2 Kesan arus dan medan magnet pada daya boleh ditunjukkan dalam dua situasi di bawah. Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul. TP 2 The effect of current and magnetic field on a force can be shown in the two situations below. Fill in the blanks with the correct words. (a) Ayunan bingkai kuprum Swing of the copper frame (b) Gerakan dawai kuprum Movement of copper wire (i) Apabila arus semakin bertambah, daya yang lebih besar akan terhasil dan bingkai kuprum akan berayun lebih tinggi . When the current increases, a greater force is produced and the copper frame will oscillate higher . (ii) Apabila kutub-kutub magnet lebih rapat , medan magnet akan menjadi lebih kuat dan daya yang lebih besar akan terhasil. Maka, bingkai kuprum akan berayun lebih tinggi . When the magnetic poles are closer , the magnetic field becomes stronger and a greater force is produced. So that, the copper frame will oscillate higher . (i) Apabila arus semakin bertambah, daya yang lebih besar akan terhasil. Maka, jarak gerakan dawai kuprum akan semakin bertambah . When the current increases, the greater force is produced. Thus, the distance of movement of the copper wire will increase . (ii) Apabila kutub-kutub magnet lebih rapat , medan magnet akan menjadi lebih kuat dan daya yang lebih besar akan terhasil. Maka, jarak gerakan dawai kuprum semakin bertambah . When the magnetic poles are closer , the magnetic field becomes stronger and a greater force is produced. Thus, the distance of movement of the copper wire will increase . Latihan 3 Kesan gegelung pembawa arus dalam medan magnet Effect of a current-carrying coil in a magnetic field TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Keelektromagnetan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Berdasarkan rajah di sebelah kanan: TP 3 Based on the diagram on the right side: (a) label arah arus yang mengalir dalam gegelung ABCD, label the direction of the current flowing in the coil ABCD, (b) label arah daya yang terhasil pada gegelung ABCD, label the direction of the force generated on the coil ABCD, (c) nyatakan arah putaran gegelung. state the direction of rotation of the coil. U/N S Arus Current Landasan Track Landasan tanpa penebat Track without insulation Kedudukan asal konduktor Original position of conductor Arus Current d Arus Current U/N S A B D C Ikut arah jam Clockwise Daya Force Daya Force S U/N + − 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 87 9/11/2023 2:23:43 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

88 2 Lukis medan lastik dan arah daya yang terhasil berdasarkan rajah di 1. TP 3 Draw the catapult field and the direction of force produced based on the diagram in 1. Latihan 4 Motor arus terus/Direct current motor TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Keelektromagnetan. TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Keelektromagnetan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Label bahagian-bahagian pada motor arus terus di bawah. TP 1 Label the parts of the direct current motor below. 2 Lengkapkan prinsip kerja motor arus terus dalam jadual di bawah. TP 3 Complete the working principle of the direct current motor in the table below. (a) Separuh putaran yang pertama (0° )/First half rotation (0° ) (i) Berus karbon menyentuh komutator . The carbon brush touches the commutator . (ii) Arus mengalir dalam gegelung dari terminal positif bateri ke terminal negatif bateri. The current flows in the coil from the positive terminal to the negative terminal of the battery. (iii) Gegelung berputar dalam satu arah. The coil rotates in one direction . - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S X Daya Force Daya Force U N S S U N U/N S - + (a) Gegelung/Coil (c) Komutator/Commutator (b) Berus karbon/Carbon brush Masuk Keluar In Out 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 88 9/11/2023 2:23:43 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

89 (b) Separuh putaran yang pertama (90° ) First half rotation (90° ) (i) Berus karbon tidak menyentuh komutator. The carbon brush does not touch the commutator. (ii) Arus tidak mengalir dalam gegelung. The current does not flow in the coil. (iii) Gegelung berputar disebabkan oleh inersia . The coil rotates due to inertia . (c) Separuh putaran yang kedua (180° ) Second half rotation (180° ) (i) Berus karbon menyentuh komutator yang bertentangan . The carbon brush touches the opposite commutator. (ii) Arus mengalir dalam gegelung dari terminal positif bateri ke terminal negatif bateri. The current flows in the coil from the positive terminal to the negative terminal of the battery. (iii) Gegelung berputar mengikut arah jam . The coils rotate clockwise . (d) Separuh putaran yang kedua (270° ) Second half rotation (270° ) (i) Berus karbon tidak menyentuh komutator. The carbon brush does not touch the commutator. (ii) Arus tidak mengalir dalam gegelung. The current does not flow in the coil. (iii) Gegelung berputar disebabkan oleh inersia . The coil rotates due to inertia . Latihan 5 Faktor-faktor yang mempengaruhi kelajuan putaran suatu motor elektrik Factors affecting the speed of rotation of an electric motor TP 2 Memahami Keelektromagnetan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Lengkapkan jadual di bawah tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kelajuan putaran suatu motor elektrik. TP 2 Complete the table below about the factors affecting the speed of rotation of an electric motor. Faktor Factor Hubungan Relationship (a) Magnitud arus Magnitude of the current Semakin bertambah magnitud arus, semakin bertambah kelajuan putaran motor elektrik. The greater the magnitude of the current, the greater the rotational speed of the electric motor. - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S - + U/N S 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 89 9/11/2023 2:23:44 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

90 Faktor Factor Hubungan Relationship (b) Kekuatan medan magnet The strength of the magnetic field Semakin bertambah kekuatan medan magnet, semakin bertambah kelajuan putaran motor elektrik. The greater the strength of the magnetic field, the greater the rotational speed of the electric motor. (c) Bilangan lilitan gegelung Number of turns of the coil Semakin bertambah bilangan lilitan gegelung, semakin bertambah kelajuan putaran motor elektrik. The greater the number of turns of the coil, the greater the rotational speed of the electric motor. Latihan 6 Mereka bentuk motor homopolar yang ringkas dan cekap To design a simple and efficient homopolar motor TP6 Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Keelektromagnetan dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. Tujuan: Mereka bentuk motor hompolar yang ringkas dan cekap Aim: To design a simple and efficient homopolar motor Bahan: Magnet neodimium, sel kering AA dan dawai kuprum (s.w.g. 18 hingga 22) Materials: Neodymium magnet, AA dry cell and copper wire (s.w.g. 18 to 22) Arahan/Instructions: 1 Jalankan aktiviti ini dalam bentuk Gallery Walk. Carry out a Gallery Walk activity. 2 Setiap murid dalam kumpulan mengumpul maklumat tentang motor homopolar mengikut aspek-aspek berikut dan menulis di atas kertas sebak: Each student in a group collect the information about homopolar motors based on the following aspects and write on a kertas sebak: (a) prinsip kerja motor homopolar the working principle of homopolar motors (b) bentuk dan saiz magnet neodimium the shape and size of the neodymium magnet (c) jenis reka bentuk dawai kuprum yang boleh dilakukan types of designs of the copper wire that can be done 3 Kemudian, murid melakar dan membina sebuah motor homopolar serta mengendalikannya. Then, student sketch and build a homopolar motor and operate it. 4 Murid menampal hasil kerja mereka di dinding untuk dilihat oleh kumpulan lain. Student paste their work on the wall for other groups to see. 4.2 Aruhan Elektromagnet/Electromagnetic Induction Latihan 7 Aruhan elektromagnet dalam dawai lurus dan solenoid Electromagnetic induction in a straight wire and a solenoid TP 2 Memahami Keelektromagnetan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Keelektromagnetan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan jawapan yang betul. TP 2 Fill in the blanks with the correct answers. D.g.e. aruhan yang merentasi suatu konduktor terhasil apabila terdapat gerakan relatif antara konduktor itu dengan suatu medan magnet atau apabila konduktor itu berada Aktiviti Projek Gallery Walk STEM PAK-21 TP 6 Aktiviti PAK-21 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 90 9/11/2023 2:23:44 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

91 di dalam medan magnet yang berubah. Situasi ini dikenali sebagai aruhan elektromagnet . Pemotongan fluks magnet akan menghasilkan arus aruhan . Induced e.m.f. in a conductor is produced when there is a relative motion between the conductor and a magnetic field or when the conductor is in a changing magnetic field. This situation is known as electromagnetic induction . The cutting of magnetic flux will produce an induced current . 2 Lengkapkan jadual di bawah tentang aruhan elektromagnet dalam dawai lurus dan solenoid. TP 3 Complete the table below about the electromagnetic induction in a straight wire and a solenoid. Dawai lurus/ A straight wire Solenoid/ Solenoid (a) (i) Pemotongan fluks magnet berlaku apabila dawai bergerak ke atas dan ke bawah merentasi fluks magnet. Jarum penunjuk galvanometer akan terpesong . Hal ini menunjukkan arus aruhan terhasil. Magnetic flux cutting occurs when the wire moves up and down across the magnetic flux. The galvanometer pointer will be deflected . This shows the resulting induced current . (b) (i) Pemotongan fluks magnet berlaku apabila magnet bergerak mendekati dan menjauhi solenoid. Jarum penunjuk galvanometer akan terpesong . Hal ini menunjukkan arus aruhan terhasil. Magnetic flux cutting occurs when the magnet moves towards and away from the solenoid. The galvanometer pointer will be deflected . This shows the resulting induced current . (ii) Arah arus aruhan yang terhasil dapat ditentukan menggunakan petua tangan kanan Fleming . The direction of the resulting induced current can be determined using Fleming’s right-hand rule . (ii) Arah arus aruhan yang terhasil dapat ditentukan menggunakan hukum Lenz . The direction of the resulting induced current can be determined using Lenz’s law . (iii) Jarum penunjuk galvanometer akan menunjukkan arah yang bertentangan dengan arah arus aruhan yang mengalir dalam wayar. The galvanometer pointer will show the opposite direction to the direction of the induced current flowing in the wire. G 50 50 10 0 10 20 20 30 30 40 40 S Arah pergerakan dawai Direction of motion of wire Fluks magnet Magnetic flux Arus Current Galvanometer − + d.g.e. diaruh U/N dalam dawai e.m.f. is induced in the wire Arus aruhan Induced current Galvanometer S U/N 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 91 9/11/2023 2:23:44 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

92 Latihan 8 Faktor-faktor yang mempengaruhi magnitud d.g.e. aruhan Factors affecting the magnitude of the induced e.m.f TP 2 Memahami Keelektromagnetan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Keelektromagnetan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Lengkapkan jadual di bawah tentang faktor-faktor yang mempengaruhi magnitud d.g.e. aruhan. Complete the table below with the factors that affect the magnitude of the induced e.m.f. TP 3 Faktor Factor Hubungan Relationship (a) Laju gerakan relatif The speed of relative motion Semakin bertambah laju gerakan relatif, semakin bertambah magnitud d.g.e aruhan. The increase the speed of relative motion, the increase the magnitude of e.m.f. induction. (b) Kekuatan medan magnet The strength of the magnetic field Semakin bertambah kekuatan medan magnet, semakin bertambah magnitud d.g.e aruhan. The increase the strength of the magnetic field, the increase the magnitude of e.m.f. induction. (c) Bilangan lilitan solenoid The number of turns of the solenoid Semakin bertambah bilangan lilitan solenoid, semakin bertambah magnitud d.g.e aruhan. The increase the number of turns of the solenoid, the increase the magnitude of e.m.f. induction. 2 Tandakan (✓) pada jawapan yang betul. TP 2 Mark (✓) the correct answers. (a) d.g.e. aruhan tidak bergantung pada kekuatan medan magnet. Induced e.m.f. does not depend on the strength of the magnetic field. (b) Hukum Faraday menyatakan bahawa magnitud d.g.e. aruhan adalah berkadar terus dengan kadar pemotongan fluks magnet. Faraday’s law states that the magnitude of induced e.m.f. is directly proportional to the rate of cutting of magnetic flux. ✓ (c) Hukum Faraday menyatakan bahawa magnitud d.g.e. aruhan adalah berkadar songsang dengan kadar pemotongan fluks magnet. Faraday’s law states that the magnitude of induced e.m.f. is inversely proportional to the rate of cutting of magnetic flux. (d) Apabila dua magnet bar digerakkan secara serentak ke dalam solenoid, jarum penunjuk galvanometer akan terpesong dengan banyak. When two bar magnets are moved simultaneously into the solenoid, the galvanometer pointer will be deflected more. ✓ 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 92 9/11/2023 2:23:44 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

93 Latihan 9 Arah arus aruhan dalam dawai lurus dan solenoid Direction of induced current in a straight wire and solenoid TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Keelektromagnetan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Tentukan arah arus yang mengalir dalam dawai dan lukis pesongan penunjuk galvanometer. TP 3 Determine the direction of the current flowing in the wire and draw the deflection of the galvanometer pointer. 2 Tentukan kutub pada kedua-dua hujung solenoid. Lukis arah arus aruhan yang terhasil pada dawai dan pesongan penunjuk galvanometer dalam rajah di bawah. TP 3 Determine the polarity at both ends of the solenoid. Draw the direction of the resulting induced current in the wire and the deflection of the galvanometer pointer in the diagram below. (a) (b) Latihan 10 Penjana arus terus dan penjana arus ulang-alik Direct current generator and alternating current generator TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Keelektromagnetan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Lengkapkan jadual di bawah tentang perbezaan antara penjana arus terus dengan penjana arus ulang-alik. TP 3 Complete the table below with the differences between a direct current generator and an alternating current generator. Penjana arus terus Direct current generator Penjana arus ulang-alik Alternating current generator (a) (a) S U/N U/N S U/N S U/N S G 50 50 10 0 10 20 20 30 30 40 40 U N Arah pergerakan dawai Direction of motion of wire Arus Current S A B D C S U/N R Berus karbon Carbon brush Komutator gelang terbelah Split ring commutator Gegelung Coil A B D C S U/N Berus karbon Carbon brush Gelang gelincir Slip rings Gegelung Coil R Komutator gelang terbelah Split ring commutator Berus karbon Carbon brush Gelang gelincir Slip rings Berus karbon Carbon brush (i) (ii) (i) (ii) 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 93 9/11/2023 2:23:45 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

94 (b) Gegelung disambung kepada komutator gelang terbelah . The coils are connected to the split ring commutator . (b) Gegelung disambung kepada dua gelang gelincir . The coils are connected to two slip rings . (c) Pada setiap separuh putaran, dua bahagian komutator akan saling bertukar sentuhan dengan berus karbon . At each half of rotation, the two parts of the commutator will exchange contact with the carbon brush . (c) Gelang gelincir sentiasa bersentuhan dengan berus karbon yang sama. The slip ring is always in contact with the same carbon brush . (d) Output: arus terus Output: direct current (d) Output: arus ulang-alik Output: alternating current Latihan 11 Membina prototaip penjana arus/To construct a functional prototype current generator TP6 Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Keelektromagnetan dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. Tujuan: Membina prototaip penjana arus (dinamo) yang berfungsi dengan mengubah suai motor elektrik Aim:To construct a functional prototype current generator (dynamo) by modifying an electric motor Arahan/Instructions: 1 Jalankan aktiviti ini dalam bentuk Peta i-THINK. Carry out an i-THINK map activity . 2 Seorang murid mencari maklumat tentang struktur dan prinsip kerja motor arus terus, manakala seorang lagi mencari maklumat tentang struktur dan prinsip kerja penjana arus terus. A student find the information about the structure and working principle of the direct current motor and other student find the information about the structure and working principle of the direct current generator. 3 Bandingkan kedua-dua maklumat tersebut dan aplikasikannya kepada dinamo. Compare the two information and apply to dynamo. 4 Cadangkan reka bentuk prototaip dinamo dan cara mengendalikannya. Suggest a design for the prototype of dynamo and the way to operate it. Aktiviti Projek i-THINK STEM PAK-21 TP 6 Aktiviti PAK-21 Video Laman Web Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.toppr. com/guides/physics/difference-betweenac-and-dc-generator/ untuk mengetahui perbezaan antara penjana arus terus dengan penjana arus ulang-alik. Laman Web Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.youtube.com/ watch?v=CWulQ1ZSE3c untuk mengetahui cara motor elektrik berfungsi. Video 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 94 9/11/2023 2:23:45 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

95 4.3 Transformer/ Transformer Latihan 12 Prinsip kerja transformer ringkas/Working principle of a simple transformer TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Keelektromagnetan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Lengkapkan peta alir tentang prinsip kerja transformer ringkas di bawah. TP 3 Complete the flow chart of working principle of a simple transformer below. (a) Penghasilan arus ulang-alik dalam gegelung primer . Production of an alternating current in the primary coil. (b) Arus ulang-alik menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah dari segi magnitud dan arah. The alternating current produces a magnetic field that changes in magnitude and direction. (d) Medan magnet yang berubahubah mengaruh voltan ulang-alik merentasi gegelung sekunder . The changing magnetic field induces an alternating voltage across the secondary coil. Vs V p = Ns N p (c) Gegelung primer dipautkan kepada gegelung sekunder melalui teras besi lembut . The primary coil is linked to the secondary coil through the soft iron core . Latihan 13 Transformer unggul/Ideal transformer TP 2 Memahami Keelektromagnetan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Label transformer di bawah dengan simbol V p, Vs , litar primer dan litar sekunder. TP 2 Label the transformer below with the symbols Vp, Vs , primary circuit and secondary circuit. I p I s Kuasa input Input power Kuasa output Output power (c) Litar sekunder Secondary circuit (d) Vs (a) Vp (b) Litar primer Primary circuit Peta Alir i-THINK 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 95 9/11/2023 2:23:45 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

96 2 Lengkapkan pernyataan di bawah dengan jawapan yang betul tentang transformer unggul. TP 2 Complete the following statements with the correct answers about the ideal transformer. Transformer unggul ialah transformer yang mempunyai kecekapan, η sebanyak 100% di mana transfomer tersebut tidak mengalami kehilangan tenaga . An ideal transformer is a transformer that has the efficiency, η of 100% where it does not experience any loss of energy . Latihan 14 Cara meningkatkan kecekapan transformer/Ways to increase the efficiency of a transformer TP 2 Memahami Keelektromagnetan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Padankan punca kehilangan tenaga dengan cara mengurangkan kehilangan tenaga untuk meningkatkan kecekapan transformer. TP 2 Match the source of energy loss and the ways to reduce energy loss to increase the efficiency of the transformer. (a) Arus pusar Eddy currents Punca kehilangan tenaga Source of energy loss Gunakan dawai kuprum yang lebih tebal supaya rintangan gegelung menjadi lebih kecil Use thicker copper wire so that the resistance of the coil becomes smaller Cara mengurangkan kehilangan tenaga Ways to reduce energy loss (b) Kebocoran fluks magnet Leakage of magnetic flux Gunakan teras besi berlamina Use a laminated iron core (c) Rintangan gegelung Resistance of coils Gunakan besi lembut sebagai teras Use a soft iron as a core (d) Histerisis Hysteresis Lilitkan gegelung sekunder di atas gegelung primer Wind the secondary coil over the primary coil 2 Lengkapkan pernyataan di bawah dengan jawapan yang betul. TP 2 Complete the following statements with the correct answers. Kelebihan arus pusar pada dapur aruhan ialah dapat memanaskan dasar kuali. Hal ini kerana arus ulang-alik berfrekuensi tinggi dalam gegelung menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah . Arus pusar teraruh pada dasar kuali dan tenaga haba yang dibebaskan akan memanaskan dasar kuali. The advantage of eddy current on an induction cooker is enable to heat the bottom of the pan. This is because a high-frequency alternating current in the coil produces a magnetic field that fluctuates at a high frequency. The eddy current is induced at the bottom of the pan and the heat energy released will heat the bottom of the pan. Video Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.youtube.com/ watch?v=WSFwJQ1DpTk untuk melihat animasi tentang punca kehilangan tenaga transformer. Video 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 96 9/11/2023 2:23:45 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

97 1 Rajah 1 menunjukkan sebuah konduktor pembawa arus yang berada dalam suatu medan magnet. Diagram 1 shows a current-carrying conductor in a magnetic field. Rajah 1/ Diagram 1 Antara arah berikut, yang manakah menunjukkan arah daya yang bertindak ke atas konduktor tersebut? Which of the following directions shows the direction of the force acting on the conductor? A Ke kiri To the left B Ke kanan To the right C Ke atas Upwards D Ke bawah Downwards 2 Rajah 2 menunjukkan petua tangan kiri Fleming. Diagram 2 shows a Fleming’s left-hand rule. Rajah 2/ Diagram 2 X mewakili X represents the A arah daya direction of force B arah arus direction of current C arah medan magnet direction of magnetic field D arah rintangan direction of resistance 3 Rajah 3 menunjukkan satu konduktor digantung bebas di antara dua kutub magnet. Diagram 3 shows a conductor hanging freely between the poles of magnet. Rajah 3/ Diagram 3 Halaju pesongan konduktor boleh bertambah dengan The speed of deflection of the conductor can be increased by A terbalikkan kekutuban magnet reverse the polarity of the magnet B menggunakan konduktor yang nipis using thinner piece of conductor C menggunakan magnet yang lebih kuat using a stronger magnet D menambahkan jarak di antara magnet yang berlainan kutub increasing the distance between two magnets of different polarity 4 Rajah 4 menunjukkan gegelung pembawa arus dalam medan magnet. Diagram 4 shows current-carrying coil in a magnetic field. Rajah 4/ Diagram 4 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan corak medan lastik yang betul? Which of the following shows the correct catapult field pattern? A C B D Praktis Berformat SPM Kertas 1 S U/N I I X Konduktor Conductor Magnet Magnet Arus Current U/N S U/N S U/N S U/N S U/N S U/N S U/N S U/N S U/N S U/N S 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 97 9/11/2023 2:23:46 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

98 5 Rajah 5 menunjukkan sebatang dawai kuprum digerakkan ke atas dan ke bawah di antara kutub magnet kekal. Diagram 5 shows a copper wire moved upwards and downwards between the poles of permanent magnet. Rajah 5/ Diagram 5 Antara kaedah berikut, yang manakah akan menambahkan pesongan jarum penunjuk galvanometer? Which of the following methods will increase the deflection of the pointer of the galvanometer? A Gunakan dawai kuprum yang lebih panjang Use a longer copper wire B Tambahkan jarak di antara magnet Increase the distance between the magnets C Gunakan magnet yang lebih kuat Use a stronger magnet D Terbalikkan kekutuban magnet Reverse the polarity of the magnet 6 Maklumat di bawah menunjukkan beberapa aktiviti. The information below shows some activities. I Satu konduktor digerakkan ke atas dan ke bawah medan magnet. A conductor is moved upwards and downwards in the magnetic field. II Dawai kuprum pegun dalam medan magnet. A copper wire is stationary in a magnetic field. III Magnet digerakkan ke arah konduktor yang pegun. Magnet is moved to the stationary conductors. IV Dawai kuprum digerakkan selari dengan arah medan magnet. A copper wire is moved parallel to the direction of a magnetic field. Antara aktiviti berikut, yang manakah menghasilkan d.g.e. aruhan? Which of the following activities produced induced e.m.f.? A I sahaja C I, II dan IV I only I, II and IV B I dan III D I, II, III dan IV I and III I, II, III and IV 7 Rajah 6 menunjukkan sebatang magnet yang dilepaskan dari satu ketinggian dan memasuki solenoid yang disambung ke sebuah galvanometer. Diagram 6 shows a bar magnet is released from a height and enters a solenoid which is connected to a galvanometer. Magnet Magnet Dawai Wire Solenoid Galvanometer S U N Rajah 6/ Diagram 6 Pesongan galvanometer akan bertambah apabila The deflection of galvanometer will increase when A kekutuban magnet bertambah the polarity of magnet increases B luas keratan rentas dawai bertambah the cross sectional area of wire increases C bilangan lilitan solenoid berkurang the number of turns of the solenoid decreases D magnet itu dilepaskan dari kedudukan yang lebih tinggi the magnet is released from higher position 8 Rajah 7 menunjukkan satu gegelung berputar pada kelajuan seragam dalam medan magnet. Diagram 7 shows a coil rotates with uniform speed in a magnetic field. U/N S Magnet kekal Permanent magnet Gegelung Coil Rajah 7/ Diagram 7 Antara graf berikut, yang manakah menunjukkan perubahan arus yang mengalir melalui mentol apabila gegelung dalam kedudukan mengufuk? Which of the following graphs shows changing current flow through a bulb when the coil is in the horizontal position? A B G 50 50 10 0 10 20 20 30 30 40 40 Galvanometer S U/N Pengerakan dawai kuprum Motion of copper wire Magnet Magnet Dawai kuprum Copper wire Arus terus Direct current Sudut putaran Rotation angle 0 180 360 Arus terus Direct current Sudut putaran Rotation angle 0 180 360 Arus terus Direct current Sudut putaran Rotation angle 0 180 360 Arus terus Direct current 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 98 9/11/2023 2:23:46 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA