Arus Berlawanan Arah

𝑩 𝑰

𝑩 𝒗

𝐼₁ 𝐼2

𝐼1

𝐼2

𝐹₂ 𝐹1

𝐹1 𝐹₂

𝐹₁ dan 𝐹₂ tarik-menarik menarik

𝐹₁ dan 𝐹₂ tolak-menolak

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 181 CONTOH SOAL

Menentukan gaya Lorentz pada sebuah kawat berarus listrik

1. Kawat lurus sepanjang 20 cm dialiri arus listrik 2 A dan diletakkan dalam medan magnet 0,4 T.

Gaya Lorentz yang dialami kawat jika diletakkan tegak lurus arah medan magnet sebesar ....

A. 0,16 N B. 0,24 N C. 0,32 N D. 0,64 N E. 0,80 N

2. Dalam suatu medan magnet homogen 2,4 × 10⁻² T diletakkan sebuah kawat sepanjang 1 m yang dialiri arus sebesar 20 A. Sudut yang dibentuk antara arah arus dan arah medan magnet 30°. Gaya Lorentz yang muncul pada kawat sebesar ....

A. 0,03 N B. 0,06 N C. 0,12 N D. 0,24 N E. 0,48 N

3. Dalam suatu medan magnet homogen 0,032 T diletakkan kawat lurus berarus listrik 20 A secara tegak lurus. Jika panjang kawat 100 cm, gaya Lorentz yang timbul sebesar ....

A. 2,4 × 10⁻¹ N B. 3,6 × 10⁻¹ N C. 4,8 × 10⁻¹ N D. 5,4 × 10⁻¹ N E. 6,4 × 10⁻¹ N

4. Perhatikan gambar berikut!

Kawat berarus 5 ampere sepanjang 20 cm diletakkan dalam medan magnet 0,01 T dengan arah dan sudut seperti pada gambar. Besar dan arah gaya magnetik yang dialami kawat yaitu ....

A. 0,01 N ke 𝑍(−) B. 0,02 N ke 𝑍(+) C. 0,03 N ke 𝑍(−) D. 0,04 N ke 𝑌(+) E. 0,05 N ke 𝑌(−)

5. Perhatikan gambar di bawah ini!

Kawat berarus listrik 2 A melintasi medan magnet homogen 0,05 T. Jika panjang kawat 30 cm, besar dan arah gaya magnetik yang dialami kawat adalah ....

A. 0,02 ke kiri B. 0,02 ke kanan C. 0,03 ke kiri D. 0,03 ke kanan E. 0,05 ke kiri

𝐼 𝐵

TIPS SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹 = 𝐵𝐼ℓ = 4 × 2 × 2 = 16 (Pasti jawabannya A)

TIPS SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹 = 𝐵𝐼ℓ sin θ = 24 × 2 × 1 ×1

2= 24 (Pasti jawabannya D)

TIPS SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹 = 𝐵𝐼ℓ = 32 × 2 × 1 = 64 (Pasti jawabannya E)

TIPS SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹 = 𝐵𝐼ℓ = 5 × 2 × 3 = 30

𝐴𝑟𝑎ℎ 𝑔𝑎𝑦𝑎 𝐿𝑜𝑟𝑒𝑛𝑡𝑧 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑘𝑎𝑖𝑑𝑎ℎ 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 Jempol ke atas

Empat jari masuk bidang.

𝑇𝑒𝑟𝑛𝑦𝑎𝑡𝑎 𝑎𝑟𝑎ℎ 𝑔𝑎𝑦𝑎 𝐿𝑜𝑟𝑒𝑛𝑡𝑧 𝑘𝑒 𝑘𝑖𝑟𝑖.(Pasti jawabannya C) TIPS SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹 = 𝐵𝐼ℓ = 1 × 5 × 2 = 100 N

𝑎𝑟𝑎ℎ 𝐹 𝑘𝑒 𝑥⁺ (Pasti jawabannya E) 𝑍(+)

𝑋(+)

𝑌(+) 𝐵

𝐼

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 182 Menentukan gaya Lorentz pada muatan listrik yang bergerak pada medan magnet homogen

6. Sebuah partikel bermuatan 2 𝜇C bergerak dengan kecepatan 1 × 10⁶ m/s di udara melewati medan magnet homogen bernilai 2 × 10⁻⁴ T secara tegak lurus. Gaya Lorentz yang dialami partikel tersebut sebesar ....

A. 1 × 10⁻⁴ N B. 2 × 10⁻⁴ N C. 3 × 10⁻⁴ N D. 4 × 10⁻⁴ N E. 5 × 10⁻⁴ N

7. Dalam pengaruh medan magnetik 2,5 × 10⁻³ T, sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 3 × 10⁶ m/s dan membentuk sudut 30° terhadap arah medan magnet. Jika muatan partikel 1,6 × 10⁻¹⁹ C, gaya magnetik yang dialami partikel tersebut sebesar ....

A. 7,5 × 10⁻¹⁶ N B. 6,0 × 10⁻¹⁶ N C. 4,5 × 10⁻¹⁶ N D. 3,0 × 10⁻¹⁶ N E. 1,5 × 10⁻¹⁶ N

8. Muatan listrik +5 C bergerak dengan kecepatan tetap 20 m/s pada arah sumbu X yang positif. Terdapat medan magnet B sebesar 40 Wb/m² dalam arah 𝑍 positif seperti pada gambar di samping.

Besar dan arah gaya magnetik adalah ....

A. 4,0 × 10³ N arah 𝑌(−) B. 4,0 × 10³ N arah 𝑌(+) C. 4,0 × 10⁻³ N arah 𝑌(−) D. 4,0 × 10⁻³ N arah 𝑌(+) E. 4,0 × 10⁻³ N arah 𝑌(−) 9. Perhatikan gambar di samping!

Muatan listrik sebesar −10 coulomb yang bergerak searah sumbu 𝑦(+) melintasi medan magnet yang searah sumbu 𝑧(+). Besar dan arah gaya magnetik yang timbul jika kecepatan elektron 10 m/s yaitu ....

A. 1.000 searah sumbu 𝑧(+) B. 1.000 searah sumbu 𝑧(−) C. 2.000 searah sumbu 𝑥(+) D. 2.000 searah sumbu 𝑥(−) E. 3.000 searah sumbu 𝑥(−) 10. Perhatikan gambar berikut

Muatan listrik sebesar +2 coulomb melintasi medan magnet sebesar 10 T seperti pada gambar.

Besar dan arah gaya magnetik yang diterima muatan tersebut yaitu ....

A. 50 N arah 𝑥⁺

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹 = 𝐵𝑞𝑣 sin 𝜃 = 25 × 16 × 3 ×1

Gerak muatan listrik (5 m/s) 𝐵

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 183 11. Perhatikan gambar berikut!

Muatan listrik 3 𝜇C melintasi medan magnet 0,06 T dengan kecepatan 25 m/s. Gaya Lorentz yang dialami oleh muatan itu sebesar ....

A. 1,5 × 10⁻⁵ N B. 2,7 × 10⁻⁵ N C. 3,6 × 10⁻⁵ N D. 4,5 × 10⁻⁶ N E. 5,4 × 10⁻⁶ N

12. Perhatikan gambar berikut!

Elektron bermuatan 1,6 × 10⁻¹⁹ C memasuki medan magnet sebesar 10⁻⁴ T dengan kecepatan 100 m/s. Gaya magnetik yang dialami elektron sebesar ....

A. 1,6 × 10⁻²¹ N B. 3,2 × 10⁻²¹ N C. 3,6 × 10⁻²¹ N D. 4,8 × 10⁻²¹ N E. 7,6 × 10⁻²¹ N

Menentukan gaya Lorentz pada dua kawat sejajar yang berarus listrik

13. Dua buah kawat lurus yang masing-masing memiliki panjang 60 cm diletakkan sejajar. Kawat pertama dialiri arus 40 A dan kawat kedua 20 A. Arah aliran arus listrik searah. Gaya magnetik per meter dari kedua kawat sebesar ....

A. 2,6 × 10⁻⁴ N B. 2,7 × 10⁻⁴ N C. 2,8 × 10⁻⁴ N D. 2,9 × 10⁻⁴ N E. 3,0 × 10⁻⁴ N

14. Dua kawat sejajar yang berjarak 1 m satu sama lain dialiri oleh arus listrik yang masing-masing 1 A dengan arah yang sama. Di antara kedua kawat akan terjadi ....

A. Gaya tarik-menarik sebesar 4 × 10⁷ N/m B. Gaya tolak-menolak sebesar 2 × 10⁷ N/m C. Gaya tarik-menarik sebesar 2 × 10⁷ N/m D. Gaya tarik-menarik sebesar 2 × 10⁻⁷ N/m E. Gaya tolak-menolak sebesar 2 × 10⁻⁷ N/m

15. Dua kawat sejajar sepanjang 1 m berarus listrik 6 A dan 9 A berjarak 18 cm satu sama lain. Jika kedua arus berarah sama, maka besar dan arah gaya Lorenz yang ditimbulkan oleh kedua kawat tersebut adalah ....

A. 6 × 10⁻⁵ N, tarik-menarik B. 6𝜋 × 10⁻⁵ N, tolak-menolak C. 6 × 10⁻⁵ N, tolak-menolak D. 6𝜋 × 10⁻⁵ N, tarik-menarik E. 12𝜋 × 10⁻⁵ N, tarik-menarik

𝐵

𝑄 𝐵

TIPS SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹 = 𝐵𝑞𝑣 = 1 × 16 × 1 = 16 (Pasti jawabannya A)

TIPS SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹 = 𝐵𝑞𝑣 = 6 × 3 × 25 = 6 × 75 = 450 (Pasti jawabannya D)

TIPS SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja 𝐹

ℓ =𝜇₀𝐼₁𝐼₂

2𝜋𝑎 =4𝜋 × 4 × 2 2𝜋 × 6 =16

6 ≈ 2,67 ≈ 2,7 (Pasti jawabannya B)

TIPS SUPERKILAT:

𝐹

ℓ=𝜇₀𝐼₁𝐼₂

2𝜋𝑎 =4𝜋 × 10⁻⁷× 1 × 1

2𝜋 × 1 = 2 × 10⁻⁷ N/m

Karena searah maka tarik-menarik (Pasti jawabannya D)

TIPS SUPERKILAT:

𝐹 =𝜇₀𝐼₁𝐼₂

2𝜋𝑎 ℓ =4𝜋 × 10⁻⁷× 6 × 9

2𝜋 × 18 × 10⁻² × 1 = 6 × 10⁻⁵ N/m Karena searah maka tarik-menarik (Pasti jawabannya A)

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 184 16. Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com.

17. Contoh soal lainnya menyusul ya... Pembahasan soal di SKL ini akan segera diupdate... Kunjungi terus posting tentang SMART SOLUTION pada SKL ini di blog Pak Anang di

http://pak-anang.blogspot.com. Terima kasih.

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 185 PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012

1. Perhatikan gambar berikut!

Jika arus listrik I dialirkan pada kawat AB, maka arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah ....

A. ke arah B B. ke kiri C. ke kanan

D. tegak lurus masuk bidang kertas E. tegak lurus keluar bidang kertas

Jika adik-adik butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal 20November 2012 yang lalu.

Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html.

Terimakasih, Pak Anang.

TRIK SUPERKILAT:

Arah gaya magnetik ditunjukkan arah telapak tangan.

Jadi arahnya adalah tegak lurus keluar bidang kertas menuju mata pengamat!

𝑰

𝑩

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 186 5.6. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi GGL induksi atau prinsip kerja transformator.

Percobaan Faraday Hukum Lenz

Medan magnet induksi dalam kumparan selalu melawan medan magnet penyebabnya