XII MIPA 1_Nafisha_Magnet

Nafisha

XII MIPA 1

Soal Pilihan Ganda Medan Magnet dan Pembahasannya

1. Suatu solenoida terdiri dari 300 lilitan berarus 2 A. Panjang solenoida 30 cm. Induksi
magnet di tengah-tengah solenoid adalah ..
A. 8 × 10-4 wb/m2
B. 4 × 10-4wb/m2
C. 2 × 10-4wb/m2
D. 3 × 10-4 wb/m2
E. 16 × 10-4wb/m2
Jawaban : A. 8 π × 10-⁴ T
Pembahasan :
Diketahui :
N = 300 lilitan
I = 2 Ampere
L = 30 cm = 3×10-¹ m
μ₀ = 4π × 10-⁷ Wb/Am
Ditanya = B …?
Di pusat solenoida, berarti :
B = μ₀ . N . I / L
B = 4π × 10-⁷ (300) (2 / 3×10-¹)
B = 2400 π × 10-⁷ / 3×10-¹
B = 800 π × 10-⁶
B = 8 π × 10-⁴ T

2. Sebuah kawat penghantar berarus listrik 5 A arahnya keluar bidang gambar, memotong
tegak lurus garis-garis gaya magnet dengan besar induksi magnet B = 2 x 10-4T. Bila
panjang kawat yang terpengaruh B adalah 4 cm, maka besar dan arah gaya magnetic yang
timbul pada kawat adalah ...
A. 4 × 10-5 Newton
B. 4 × 10-6 Newton
C. 13 × 10-5 Newton
D. 2 × 10-5 Newton
E. 4,2 × 10-5 Newton
Jawaban : A. 4 × 10-5 Newton
Pembahasan :
Diketahui :
i=5A
B = 2 x 10-4 tesla
L = 4 cm = 4 x 10-2 m
Sin 900 = 1

Maka :
B = B × i × L × sin 900
B = (2 × 10-4) (5) (4 x 10-2) × 1
B = 4 x 10-5 Newton

3. Perhatikan gambar berikut !

Seutas kawat berada diantara dua magnet yang memiliki besar induksi magnetik 0,02
Tesla. Jika besar kuat arus yang mengalir pada kawat adalah 5 A, besar gaya magnetik
yang bekerja pada kawat sepanjang 10 cm adalah ...
A. 0,1 N
B. 0,01 N
C. 1 N
D. 10 N
E. 100 N

Jawaban : B. 0,01 N
Pembahasan :
Besar gaya magnetik pada kawat sepanjang l meter yang berada pada medan magnet
B Tesla dan dialiri kuat arus listrik sebesar i Ampere dengan sudut antara arah B dan i
sebesar θ adalah :

4. Sebuah proton bergerak dalam lintasan lingkaran dengan jari-jari 14 cm dalam sebuah
medan magnetik 0,35 T yang tegak lurus dengan kecepatan proton. Laju linier proton
adalah ...
A. 570 m/s
B. 470 m/s
C. 4,7 10^6 m/s
D. 4,7 10-2 m/s
E. 5,9 m/s
Jawaban : C. 4,7 10^6 m/s
Pembahasan :
Diketahui :
R = 14 cm = 0,14 m

B = 0,35 T
q = 1,6 × 10⁻¹⁹ C (muatan proton)
m = 1,67 x 10⁻²⁷ kg (massa proton)
Ditanya : v = .... ?
Maka :

5. Sebuah bidang seluas 100 cm2 ditembus secara tegak lurus oleh garis-garis gaya magnet
yang kerapatannya 5 x 10–4 Wb/m2. Besar fluks magnet yang dilingkupi bidang tersebut
adalah ….
A. 0
B. 2 x 10–6 Wb
C. 2,5 x 10–6 Wb
D. 4 x 10–6 Wb
E. 5 x 10–6 Wb
Jawaban : E. 5 × 10^-6 Wb
Pembahasan :
Diketahui :
A = 100 cm2 = 10-2 m2
Garis-garis gaya magnet bidang, berarti garis-garis gaya magnet / garis
normal bidang, maka q = 0°
Ditanya : F = .... ?
Maka :
F = B × A cos q
F = (5 × 10-4) × (1 × 10–2) × cos 0°
F = 5 × 10-6 Wb

6. Suatu kumparan terdiri atas 200 lilitan berbentuk persegi panjang dengan panjang 10 cm
dan lebar 5 cm. Kumparan tersebut memiliki sumbu putar yang tegak lurus medan
magnet sebesar 0,5 T dan diputar dengan kecepatan sudut 60 rad/s. GGL maksimum yang
timbul pada ujung-ujung kumparan adalah …..

A. 5 V
B. 30 V
C. 50 V
D. 60 V
E. 220 V

Jawaban : B. 30 V
Pembahasan :
Diketahui:
P = 10 cm
L = 5 cm
A=P×L
A = 10 cm × 5 cm
A = 50 cm -> 0,5m
ω = 60 rad/s
B = 0,5Wb/m²
N = 200 lilitan
Ditanya : ε = .... ?
Maka :
ε=B×A×ω×N
ε = 0,5 × 0,5 × 60 × 200
ε = 30 volt

7. Sebuah kawat berada pada sumbu x dialiri arus listrik sebesar 2 A searah dengan sumbu x
positif. Tentukan besar dan arah medan magnet dititik P yang berada pada sumbu y
berjarak 4 cm dari pusat koordinat 0 ( lihat gambar) ?

A. 10-2 T
B. 10-5 T
C. 10-3 T
D. 1,2 10-2 T
E. 10-7 T

Jawaban : B. 10 ^-5
Pembahasan :
Dketahui :

I=2A
a = 4 × 10 – 2 m
Ditanya : Besar dan arah B = ….. ?
Maka :

8. Sebuah kawat lurus yang panjang berarus listrik 10 A. Sebuah titik berada 4 cm
dari kawat. Kuat medan magnet di titik tersebut adalah ....
A. 0,5 × 10-4 Wb/m2
B. 1,0 × 10-4 Wb/m2
C. 3,14 × 10-4 Wb/m2
D. 4,0 × 10-4 Wb/m2
E. 5,0 × 10-4 Wb/m2
Jawaban : E. 5,0 × 10^-4 Wb/m2
Pembahasan :
Diketahui :
I = 10 A
d = 4 cm = 0,04 m
Ditanya : B = .... ?
Maka :
B = μo I / ( 2π d )
B = 4π x 10⁻⁷ × 10 / ( 2π × 0,04 )
B = 5 x 10⁻⁵ Tesla

9. Kuat medan magnet solenoida ditentukan oleh faktor-faktor di bawah ini, kecuali……
A. Arus listrik
B. Banyaknya lilitan
C. Panjang solenoida
D. Garis gaya
E. Permeabilitas bahan
Jawaban : D. Garis gaya
Pembahasan :
Pada selonoida kuat medan magnet pada selonoida dipengaruhi oleh banyak lilitan,
kuat arus, panjang selonoida dan permeabilitas bahan.

10. Perhatikan gambar berikut!

Sifat magnet yang sesuai gambar adalah ….
A. Magnet memiliki dua kutub
B. Magnet mempunyai medan magnet
C. Kekuatan magnet terkuat di kutubnya
D. Gaya magnet menembus benda tertentu
E. Kekuatan terbesar berada pada tengah magnet

Jawaban : B. Magnet mempunyai medan magnet
Pembahasan :
Garis-garis lengkung dari kutub utara menuju kutub selatan magnet merupakan
medan magnet yang tidak dapat dilihat secara langsung. Meskipun tidak dapat dilihat
tetapi dapat dibuktikan dengan percobaan pasir besi yang diletakkan diatas papan
kemudian magnet diletakkan di tengah-tengah papan.

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

A. 5 × 10-5 T masuk bidang kertas
B. 4 × 10-5 T keluar bidang kertas
C. 3 × 10-5 T masuk bidang kertas
D. 2 × 10-5 T keluar bidang kertas
E. 1 × 10-5 T masuk bidang kertas

Jawaban : A. 5 × 10-5 T masuk bidang kertas
Pembahasan :
Diketahui :
r = 4π cm = 4π x 10-2 meter
I = 2 Ampere
µo = 4π x 10-7 Wb.A-1 m-1
Ditanya : P = .... ?
Maka :
Kumparan kawat pada soal di atas adalah 1/2 lingkaran.

Kuat medan magnet di pusat lengkungan :

12. Gambar berikut adalah dua kawat sejajar.

Yang berarus listrik diletakkan pada jarak 20 cm satu sama lain. Besarnya gaya magnetik
persatuan panjang kawat yang dialami kedua penghantar tersebut adalah… (μo = 4π ×
10-7 Wb.A-1.m-1)
A. 1 × 10-5 N × m-1, tarik-menarik
B. 2 × 10-5 N × m-1, tolak-menolak
C. 11 × 10-5 N × m-1, tarik-menarik
D. 20 × 10-5 N × m-1, tolak-menolak
E. 25 × 10-5 N × m-1, tarik-menarik

Jawaban : B. 2 × 10-5 N × m-1, tolak-menolak
Pembahasan :
Diketahui :
I1 = 5 Ampere
I2 = 4 Ampere
µo = 4π x 10-7 wb A-1 m-1
L = 20 cm = 20 x 10-2 m
Ditanya : Besar gaya magnetik persatuan panjang kawat = .... ?
Maka :
Arah arus listrik pada kawat 1 berlawanan dengan arah arus listrik pada kawat 2
sehingga terjadi gaya tolak menolak antara kawat 1 dan kawat 2.
Besar gaya magnetik :

13. Perhatikan gambar berikut!

Elektron bergerak sejajar sumbu Y+ dalam medan magnet B. Apabila B searah sumbu Z+
(lihat gambar). Elektron akan mengalami gaya Lorentz yang searah ....
A. Sumbu Y–
B. Sumbu X–
C. Sumbu Z+
D. Sumbu Y+
E. Sumbu X+

Jawaban : B. Sumbu X–
Pembahasan :
Terapkan aturan tangan kanan.

14. Sebuah proton bergerak dalam lintasan lingkaran dengan jari-jari 14 cm dalam sebuah
medan magnetik 0.35 T yang tegak lurus dengan kecepatan proton. Laju linier proton
adalah ....
A. 570 m/s
B. 47 m/s
C. 4,7 × 10^6 m/s
D. 4,7 × 10^-2 m/s
E. 5,9 m/s
Jawaban : C. 4,7 × 10^6 m/s
Pembahasan :
Diketahui :
R = 14 cm = 0,14 m

B = 0,35 T
q = 1,6
m = 1,67 x 10⁻²⁷ kg
Ditanya v = .... ?
Maka :

15. Sebuah bidang seluas 100 cm2 ditembus secara tegak lurus oleh garis-garis gaya magnet
yang kerapatannya 5 × 10–4 Wb/m2. Besar fluks magnet yang dilingkupi bidang tersebut
adalah ….
A. 0
B. 2 × 10–6 Wb
C. 2,5 × 10–6 Wb
D. 4 × 10–6 Wb
E. 5 × 10–6 Wb
Jawaban : E. 5 × 10–6 Wb
Pembahasan :
Diketahui :
A = 100 cm2 = 10-2 m2
B = 5 × 10–4 Wb/m2
Cos q = 0°
Ditanya : F = .... ?
Maka :
F = B × A × cos q
F = 5 x 10–4 x 1 x 10–2 x cos 0°
F = 5 x 10–6 Wb

16. Dua buah penghantar berarus listrik 3A dan 4A. Kedua penghantar tersebut terpisah
sejauh 20 cm. Gaya magnet persatuan panjang yang bekerja pada kedua penghantar jika
arus pada kedua penghantar searah adalah ....
A. 12 × 10-5N/m
B. 12 × 10-6 N/m
C. 1,2 × 10-7N/m
D. 6 × 10-5N/m
E. 6 × 10-6N/m
Jawaban : B. 12 × 10-6 N/m
Pembahasan :
Diketahui :
i₁ = 3 A
i₂ = 4 A
a = 20 cm = 0,2 m
Ditanya : F / L = .... ?
Maka :

17. Perhatikan gambar berikut!

Berdasarkan gambar diatas, arah gaya magnetik yang dialami kawat yang berada di
antara dua magnet tersebut adalah ….
A. Ke arah B
B. Ke kiri
C. Ke kanan
D. Tegak lurus masuk bidang kertas
E. Tegak lurus keluar bidang kertas

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

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

Besar dan arah gaya magnetik persatuan panjang yang dialami kawat L dan M sebesar
…. (µo = 4π × 10-7 Wb/mA)
A. 48 × 10-7 N/m tolak menolak
B. 24 × 10-7 N/m tarik menarik
C. 48 × 10-6 N/m tarik menarik
D. 36 × 10-6 N/m tolak menolak
E. 48 × 10-4 N/m tolak menolak
Jawaban: C. 48 × 10-6 N/m tarik menarik
Pembahasan :
Diketahui :
µo = 4π × 10-7 Wb/mA
IL = 4A
IM = 6 A
a = 10 cm = 1×10-1 m
Ditanya : F/l = .... ?
Maka :

19. Perhatikan gambar berikut!

Arah gaya magnet pada gambar di atas adalah ....
A. Ke atas
B. Ke bawah
C. Masuk bidang
D. Keluar bidang
E. Tidak memiliki arah

Jawaban : D. Keluar bidang
Pembahasan :
Kita menggunakan kaidah tangan kanan dengan membuka telapak tangan. Jempol
menunjukkan arus atau muatan yang bergerak (v). 4 jari lainnya adalah medan

magnet (B) dan telapak tangan tegak lurus adalah gaya magnet (F). Keterangan ini
dapat kita putar asalkan tetap berurutan. F = qv x B
Jika muatan positif, maka dia akan masuk bidang sesuai kaidah tangan kanan. Jika
muatan negatif, maka dia kan berlawanan arah dengan gaya misal dia adalah muatan
positif.

20. Sepotong kawat penghantar lurus berarus listrik yang arahnya ke timur diletakkan dalam
medan magnet yang arahnya ke utara. Pada penghantar akan timbul gaya Lorentz yang
arahnya ....
A. Bawah
B. Timur laut
C. Atas
D. Barat
E. Selatan
Jawaban : C. Atas
Pembahasan :
Diketahui :
Arus listrik arahnya ke Timur
Medan magnetik arahnya ke Utara
Ditanya : Gaya magnetik searah dengan sumbu = .... ?
Maka :
Arah gaya Lorentz pada penghantar berarus dapat juga ditentukan dengan kaidah
tangan kanan
Ibu jari = sebagai arah arus listrik
Jari telunjuk = sebagai arah medan magnet
Jari tengah = sebagai arah gaya Lorentz
Arah medan magnetiknya dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Arah gaya listriknya ke atas.