RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
MATA PELAJARAN :FISIKA KELAS/SEMESTER :XII IPA/1
PERTEMUAN KE :10
ALOKASI WAKTU :3 x 45’ STANDAR KOMPETENSI :
1. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaikan masalah dan produk teknologi
KOMPETENSI DASAR :
1.1. Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk teknologi. 1.2. Memahami hukum faraday, hukum lenz dan GGL induksi.
INDIKATOR :
1. Mendiskripsikan induksi magnet disekitar kawat lurus, melingkar, solenoida, toroida berarus
2. Mendiskripsikan gaya magnetik pada kawat berarus dan muatan bergerak 3. Mendiskripsikan gaya gerak listrik induksi, hukum faraday dan hukum lenz
I. TUJUAN PEMBELAJARAN :
Setelah kegiatan pembelajaran selesai,siswa dapat:
1. Menjelaskan induksi magnet disekitar kawat lurus,melingkar,solenoida,toroida berarus
2. Menjelaskan gaya magnetik pada kawat berarus dan muatan bergerak 3. Menjelaskan gaya gerak listrik induksi ,hukum faraday dan hukum lenz II. MATERI AJAR
Pengertian Medan Magnet
Medan magnet adalah ruangan disekitar benda-benda yang menimbulkan gaya magnet.Gaya magnet dapat ditimbulkan oleh benda-benda yang bersifat magnet dan arus listrik atau muatan listrik yang bergerak.Medan magnet dapat digambarkan dengan garis-garis gaya magnet yang disebut spektrum magnet.Garis gaya magnet adalah garis khayal yang merupakan lintasan kutub utara magnet-magnet kecil apabila dapat bergerak dengan bebas.
Medan Magnetik di Sekitar Kawat Lurus Berarus
kanan.Kaidah tangan kanan:”Jika tangan kanan menggenggam penghantar lurus dengan ibu jari menunjukkan arah arus listrik ,arah ke empat jari yang menggenggam menyatakan arah garis medan magnetik.”
Besar induksi magnet disekitar kawat lurus panjang berarus I berada sejauh a dari kawat.
Medan Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar
induksi magnetik di pusat lingkaran.Apabila induksi magnet yang dicari berada pada titik O di pusat lingkaran maka θ=90° dan r = a sehingga :
B=μ0I
2a
Apabila kawat terdiri dari N lilitan ,menjadi: μ0∈ ¿
Medan magnet di sekitar solenoida
Solenoida adalah kumparan kawat atau kumparan yang rapat dengan ukuran panjang jauh lebih besar daripada garis tengahnya.Melalui percobaan disimpulkan bahwa kumparan atau solenoid berarus listrik berperangai seperti magnet batang.
Panjang solenoida I,yang terdiri N buah lilitan ,jumlah lilitan tiap satuan panjang menjadi n = Nl dan jari-jari kumparannya a,induksi magnet di tengah sumbu solenoida,
Besar induksi magnet di pusat solenoida. B=μ0i N
l
Besar induksi magnet di ujung solenoida. B=μ0i N
Dengan,
L = panjang solenoida N = Banyaknya lilitan
Induksi magnet pada sumbu toroida
Toroida adalah kumparan yang dililitan pada inti yang berbentuk lingkaran.Induksi magnet di titik P dirumuskan sebagai berikut.
B=μ0N i
2π a
B = induksi magnetik di pusat toroida (T) N = jumlah lilitan
a = jari-jari toroida (m) i = kuat arus (A)
Gaya Magnetik pada kawat berarus
Sebuah kawat penghantar bearus listrik atau muatan listrik terletak dalam medan magnet ataupun pada dua buah penghantar yang dialiri arus,listrik,akan menghasilkan gaya interaksi yang disebut gaya Lorentz.
Medan magnet dapat menimbulkan gaya pada kawat berarus.Sebuah kawat berarus diletakkan dalam medan magnet ,akan mendapatkan suatu gaya karena pengaruh medan magnet tersebut,yang dinamakan gaya Lorentz.
Besarnya gaya Lorentz:
1. Berbanding lurus dengan kuat medan magnet (B) 2. Berbanding lurus dengan kuat arus listrik (A) 3. Berbanding lurus dengan panjang kawat (l)
4. Berbanding lurus dengan sinus sudut antara arah arus i dan arah medan magnet (B)
Jadi dapat dituliskan sebagai berikut: F=B I lsinα
Dengan:
F =gaya lorentz (N) B = medan magnetik (B) l = panjang kawat (m) I = kuat arus listrik (ampere)
α = sudut yang dibentuk oleh I dan B
Untuk memudahkan mengingat arah gaya Lorentz,banyak orang menggunakan kaidah tangan kanan.
Kaidah tangan kanan menyatakan :
“ Bila tangan kanan terbuka dengan ibu jari menunjukkan arah arus I dan keempat jari lain yang dirapatkan menunjukkan arah medan magnetik B,arah gaya Lorentz adalah ke atas,tegak lurus dengan permukaan telapak tangan”
Gaya magnetik pada muatan bergerak
Karena arus listrik adalah aliran muatan-muatan yang bergerak,maka muatan yang bergerak dalam medan magnet juga mengenai gaya lorentz.
Besar gaya magnetik pada muatan bergerak ialah: F=B q vsinα
q=muatan listrik (C) v= kecepatan muatan (m/s)
α = sudut antara kecepatan muatan dan arah medan magnet.
Gaya gerak listrik induksi
Fluk magnetik Φ
¿ ) adalah banyaknya garis medan magnetik yang dilingkupi oleh suatu daerah tertentu (A) dalam arah tegak lurus.
Secara matematis dapat dirumuskan, Φ=BAcosθ
Φ = fluks magnetik yang melalui suatu bidang (weber)
Θ = sudut antara medan magnetik dengan arah normal bidang Hukum Faraday
Jika arus listrik mengalir di dalam suatu rangkaian,maka disekitar arus tersebut akan timbul fluks magnet.Dari percobaan Faraday ternyata GGL induksi yang timbul antara ujung-ujung penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh penghantar tersebut.
Jika fluks magnetik berubah terhadap waktu maka: ε=−N d∅
dt = turunan pertama fungsi fluks magnetik H ukum Lenz
GGL induksi dan arus induksi hanya ada selama perubahan fluks magnetik terjadi.Sedangkan arah arus induksi ditentukan dengan Hukum Lenz “Arah arus induksi sedemikian sehingga menimbulkan medan magnet induksi yang menentang perubahan medan magnet”
Penerapan Induksi Elektromagnetik
1. Transformator
Transformator terdiri atas kumparan primer,kumparan sekunder dan teras besi yang berlapis-lapis.Transformator hanya dapat berfungsi jika dialiri arus bolak-balik atau tegangan AC.
GGL Induksi akibat perubahan induksi magnet.Dari persamaan faraday:
ε=−N AdB dt
Besar GGL induksi akibat perubahan besar induksi magnetik merupakan prinsip kerja transformator.
Beberapa persamaan yang telah kita kenal adalah Vp
Vs= Ns Np
Ns/Np = jumlah lilitan 2. Pembangkit GGL induksi
Alternator,yaitu alat yang mampu membangkitkan ggl induksi.Misalnya penerapan yang lain sebagai generator.Kumparan dengan luas bidang A berputar memotong medan magnet B dengan kecepatan sudut ω .Sudut θ yang dibentuk antara medan magnet dengan normal bidang berubah setiap saat
(θ=ωt) .Besar fluks magnetik yang dilengkapi kumparan adalah Φ=B . Acosθ=B . Acosωt .
ωt B . Acos¿
¿ d¿ d∅
dt =¿ Sehingga,
ε=εmsinωt ;εmak=N B A ω
III. MODEL DAN METODE PEMBELAJARAN Model : kooperatif learning
Metode : diskusi ,Informasi,demonstrasi IV. LANGKAH-LANGKAH PEMBELAJARAN :
Pertemuan Pertama
No
.
Kegiatan Pembelajaran
Waktu
1. Kegiatan Awal(Apersepsi) 1. Menuliskan materi pokok
2. Menyebutkan tujuan pembelajaran
3. Memberikan motivasi dengan bertanya : “Apa yang kalian ketahui mengenai medan magnet?”
2. Kegiatan Inti
Peserta didik (dibimbing oleh guru)mendiskusikan konsep garis gaya magnetik.
Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai gaya magnetik pada kawat berarus dan muatan bergerak
Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai magnet disekitar kawat
lurus,melingkar,solenoida,toroida berarus
Peserta didik (Dibimbing oleh guru mendiskusikan mengenai gaya gerak listrik induksi ,hukum faraday dan hukum lenz
Peserta didik memperhatikan dan mengamati penjelasan guru mengenai gaya gerak listrik induksi ,hukum faraday dan hukum lenz
Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan gaya gerak listrik induksi ,hukum faraday dan hukum lenz
Guru memberikan beberapa soal latihan/kuis
mengenai gaya gerak listrik induksi ,hukum faraday dan hukum lenz
Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat Peserta Didik yang belum dapat menjawab dengan benar ,guru langsung memberikan bimbingan.
95 menit
3. Kegiatan Penutup
a. Guru membantu peserta didik membuat kesimpulan b. Memberikan tugas rumah berupa PR
25 menit
V. ALAT/BAHAN/SUMBER BELAJAR/MEDIA
Alat/Bahan :Kawat/kabel,baterai,magnet jarum/kompas,kumparan,solenoida,dan toroida.
Sumber Belajar :Physics for senior high school year XII(Yudhistira) Media : OHP,ppt
VI. PENILAIAN : 1. Kuis
2. Tes ketrampilan
3. Pengamatan aktivitas ,sikap,dan tingkah laku peserta didik dalam mengikuti proses pembelajaran di dalam kelas saat tanya jawab/diskusi
1. Suatu kumparan luas 400 cm2 dengan lilitan berada dalam medan magnet dari 2×10−2
Wm−2 menjadi
5×10−2
Wm−2 dalam waktu 0,15
detik.Tentukan besar GGL induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan. 2. Sebuah muatan negatif bergerak ke utara memasuki medan magnetik yang
arahnya ke timur maka muatan tersebut akan mendapat gaya yang arahnya ke...
3. Kawat lurus berarus listrik dengan arah dari timur ke barat dalam pengaruh medan magnetik dengan arah dari selatan ke utara.Arah gaya magnetikpada kawat adalah..
4. Fluks magnetik yang menembus bidang merupakan fungsi waktu
Φ=4t2+5t+2 dengan fluks dalam milli weber dan t dalam sekon.Hitung besar GGL induksi pada t = 4 s.
5. Sebuah magnet batang digerakkan menjauhi kumparan yang terdiri dari 600 lilitan,medan magnet yang memotong kumparan berkurang dari 9×10−5
Wb menjadi 4×10−5 Wb dalam selang waktu 0,015 sekon,besar GGL
MEDAN MAGNETIK
Kompetensi Dasar
Siswa dapat menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk teknologi.
Salah satu aspek yang paling terkenal mengenai gejala kemagnetan adalah aspek yang berkaitan dengan magnet yang mampu menarik benda yang terbuat dari besi. Jika dua magnet didekatkan, masing – masing magnet akan mengalami gaya magnet, baik tarik – maenarik maupun tolak -menolak. Jarum kompas yang menunjukkan arah utara – selatan juga merupakan salah satu fenomena alam yang terkenal. Konsep gaya magnetik banyak digunakan dalam berbagai bidang misalnya motor listrik, tabung gambar televisi, pengeras suara, printer dan disk drive.
Medan magnetik dihasilkan oleh magnet permanen, arus listrik, dan muatan yang bergerak lainnya. Medan magnet dapat mengerahkan gaya pada muatan yang bergerak dan pada penghantar bermuatan listrik. Untuk menghitung medan magnetik yang dihasilkan oleh penghantar berarus listrik dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu menggunakan hukum Biot – Savart dan hukum Ampere.
A. KEMAGNETAN
Gejala kemagnetan pertama kali diamati sekitar 2500 tahun yang lalu dalam potongan – potongan biji besi yang bersifat magnet. Biji besi ini ditemukan di dekat koka kuno Magnesia ( sekarang Manisa, di Turki bagian brat). Potongan – potongan biji besi ini sekarang dikenal sebagai magnet permanen. Magnet permanen dapat mengerahkan gaya satu sama lain dan juga pada potongan – potongan besi yang tidak bersifat magnet. Jika batang besi disentuhkan dengan magnet permanen, maka batang besi itu berubag menjadi magnet. Elanjutnya, bila batang besi itu diapungkan pada permukaan air dengan menggunakan sepotong gabus, maka batang besi cenderung sejajar dengan arah utara – selatan. Jarum kompas merupakan salah satu contoh sepotong besi yang bersifat magnet.
Konsep kutub magnet serupa dengan konsep muatan listrik, kutub utara dan selatan magnet berturut-turut serupa dengan muatan positif dan muatan negatif. Muatan negatif dan positif dapat berdiri sendiri, tetapi tidak ada bukti eksperi men yang menunjukkan bahwa ada kutub magnet tunggal. Jadi kutub-kutub magnet selalu muncul berpasangan.
Bukti eksperimen mengenai hubungan antara medan magnetik dan muatan yang bergerak ditemukan oleh ilmuwan Denmark Hans Christian Oersted pada tahun 1819. Dalam eksperimennya, sebuah kompas ditempatkan di atas kawat horisontal : a. Jika tidak ada arus (I =0) jarum kompas menunjuk ke utara.
b. Jika arus mengalir ke utara,kutub utara jarum kompas menyimpang ke timur. c. Jika arus mengalir ke selatan, kutub utara jarum kompas menyimpang ke barat.
Jika kompas ditempatkan ke bawah kawat, penyimpangan jarum kompas akan teerjadi sebaliknya.
B. MEDAN MAGNETIK
Medan magnetik adalah ruang di sekitar magnet yang dapat menyebabkan ben
atau magnet lain yang mengalami gaya magnetik. Besaran yang menyatakan medan magnetik di sekitar kawat berarus listrik adalah induksi magnetik. Induksi magnetik termasuk besaran vektor sehingga memiliki besar dan arah.
Untuk memudahkan dalam mengingat arah garis – garis induksi magnetik dapat digunakan dengan kaidah tangan kanan sebagai berikut :
Genggam kawat yang berarus dengan tangan kanan, sedemikian sehingga jempol tangan menunjukkan ke arah arus listrik, maka arah putaran keempat jari kanan yang dirapatkan menyatakan arah lingkaran garis – garis induksi magnetik.Arus mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.
1. Medan Magnetik di Sekitar Arus Listrik
Besar kecilnya medan magnetik disebut fluks( Φ¿ magnetik dengan satuan weber (Wb) . Jumlah garis gaya yang menembus tegak lurus bidang seluas 1 m2 disebut rapat fluks
magnetik (B)
Induksi magnetik di suatu titik di udara sama dengan kuat medan magnetik di titik itu.
B = H
Keterangan :
H = kuat medan magnetik (A/m) B = induksi magnetik (Wb/m2)
Dalam hal ini kuat medan magnetik H adalah penyebab induksi magnetik B apabila kejadian tidak di udara
B =
μ. H
Tabel. Sistem Satuan untuk Beberapa Besaran Magnetik
Sistem Satuan Fluks ( Φ¿ Kuat Medan
(H)
Rapat Fluks ( B ) Permeabilitas ( μ¿
Induksi magnetik di sebuah titik yang disebabkan oleh elemen arus I dikemukakan oleh Biot. Induksi magnetik di titik P akibat elemen arus I berbanding :
a. Lurus dengan kuat arus (I);
b. Lurus dengan panjang elemen arus pada kawat (dl);
c. Terbalik dengan kuadrat jarak antara titik A dengan elemen arus (r2);
d. Lurus dengan sinus sudut antara elemen arus dan jarak ( α ) Secara matematis, pernyataan tersebut dirumuskan sebagai berikut :
dB = k .
I . dl.r2sin∝ Keterangan :dB = induksi magnetik di titik (Wb/m2)
I = arus listrik (A)
dl = panjang elemen penghantar (m) r = jarak elemen dl terhadap titik (m) k = konstanta magnetik = 10-7 Wb/Am
Konstanta magnetik apabila dinyatakan dalam hubungannya dengan permeabilitas udara adalah
k =
4μ0πμ0
= 4
πx 10
-7Wb/Am
1. Induksi Magnetik pada Kawat LurusB =
2k . Ia AtauB =
2μπ . a0.I Keterangan :B = induksi magnetik di sekitar kawat lurus berarus listrik (Wb/m2)
I = kuat arus (A)
a = jarak titik terhadap arus (m) μ0 = 4 π x 10-7 Wb/Am
2. Induksi magnetik di sekitar arus melingkar
a. Induksi Magnetik pada sumbu kawat melingkar berarus listrik
B =
k I2π ar2sinθAtau
B =
4μ0π.
I .2π ar2sinθB =
μ0I a2rsinθ2Keterangan :
B =induksi magnetik pada sumbu lingkaran (T) I =kuat arus (A)
a = jari – jari lingkaran
r = jarak titik P terhadap arus listrik (m) θ = sudut antara sumbu dengan jarak
μ0 = permeabilitas vakum = 4 π x 10-7 Wb/Am
Apabila lingkaran kawat berupa kumparan tipis yang terdiri dari N lilitan, persamaan menjadi :
B =
μ0I a N2r2sinθKeterangan : N = banyak lilitan
B =
μ20rI a2B =
μ02I Na Apabila kawat terdiri dari N lilitan, maka :B =
μ02I Na Keterangan :B = induksi magnetik pada sumbu lingkaran (T) I = kuat arus (A)
N = banyak lilitan
a = jari – jari lingkaran (m)
3. Induksi Magnetik dalam Solenoida
Solenoida merupakan gulungan kawat (kumparan) yang panjang. Apabila banyak lilitan solenoida N dan panjangnya l, maka jumlah lilitan tiap satuan panjang dinyatakan : n = N
l a. Untuk bagian tengah :
B =
μ 0 .n . l
Keterangan :B = induksi magnetik di tengah – tengah solenoida (Wb/m2)
l = kuat arus (A)
n = jumlah lilitan tiap satuan panjang solenoida (lilitan/m) b. Untuk bagian ujung :
B =
μ02n I Keterangan :B = induksi magnetik di ujung solenoida (Wb/m2)
n = jumlah lilitan tiap satuan panjang solenoida (lilitan/m) 4. Induksi Magnetik di Dalam Toroida
B =
μπ D0N I Keterangan :B = induksi magnetik di pusat toroida (Wb/m2)
N = jumlah lilitan
D = diameter toroida (m)
D. MUATAN LISTRIK YANG BERGERAK DALAM PENGARUH MEAN MAGNETIK MENGALAMI GAYA
1. Gaya Magnetik pada Muatan
yang disebut gaya Lorentz. Gaya itu timbul karena adanya interaksi medan magnetik. Hal itu dapat dijelaskan sebagai berikut :
1) Muatan (q) yang bergerak akan menimbulkan arus listrik dan pada saat bersamaan di sekitar arus akan timbul medan magnetik.
2) Medan magnetik akibat arus itulah yang berinteraksi dengan medan magnetik yang ada.
Gaya magnetik yang bekerja diperoleh :
F = B . q . v . sin
θ Keterangan :F = gaya magnetik atau gaya Lorentz (N) B = medan magnetik (Wb)
q = muatan (C)
θ = sudut antara v dan B
Untuk menentukan arah dari gaya (F) digunakan metode tangan kanan, dengan metode tangan kiri, dengan telapak tangan menghadap pengamat, ibu jari
menunjukkan arah gaya (F), telunjuk menunjukkan arah medan magnetik (B), dan jari tengah menunjukkan arah kecepatan (v). Aplikasi dari teori tersebut secara teknis digunakan pada :
1. Alat yang menggerakkan elektron pada layar televisi ataupun dalam kamera televisi.
2. Spektrometer massa, yaitu alat untuk mengukur massa atom berbagai isotop.
3. Siklotron, yaitu alat untuk mempercepat partikel bermuatan agar
mempunyai energi seperti apabila dipercepat dengan beda potensial listrik sampai ribuan juta volt.
2. Gaya Magnetik pada Penghantar Berarus Listrik
Percobaan Oersted menunjukkan bahwa kutub-kutub magnet jarum mengalami Gaya magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik. Suatu fakta menunjukkan bahwa penghantar yang berarus listrik di dalam medan magnetik juga mengalami gaya magnetik. Gaya magnetik pada penghantar berarus listrik yang berada di dalam medan magnetik itu disebut juga gaya Lorentz.
Gaya yang bekerja pada kawat dirumuskan : F = B . I . l . sin θ
Keterangan :
F = gaya magnetik pada kawat (N) I = arus dalam kawat (A)
l = panjang kawat (m)
B = medan magnetik (Wb/m2)
θ = sudut yang terbentuk dari perpotongan garis gaya (B) dengan kawat. 3. Gaya Magnetik pada Kwat Sejajar Berarus Listrik
Sehingga besar gaya magnetik :
l = gaya tiap satuan panjang kawat (N/m)
Arah dari gaya magnetik bergantung pada arah arus yang ada pada kedua kawat, yaitu sebagai berikut :
a. Jika Arah Kedua Arus Searah
Jika arah kedua arus searah , akan menimbulkan gaya tarik – menarik. b. Jika Arah Kedua Arus Berlawanan
Jika arah kedua arus searah , akan menimbulkan gaya tolak – menolak. 4. Satuan Kuat Arus
Jika terdapat dua kawat sejajar berarus listrik sama, akan timbul gaya magnetik pada kedua kawat yang sama besarnya. Arah gaya tersebut
bergantung pada arah arus pada kawat. Kenyataan itu digunakan sebagai dasar untuk menetapkan satuan 1 ampere.
1 ampere adalah besarnya kuat arus listrik yang mengalir pada dua kawat sejajar 1 meter sehingga menimbulkab gaya magnetik tiap satuan panjang kawat sebesar 2 x 10-7 N/m.
E. PENERAPAN KONSEP GAYA MAGNETIK
1. Cara / PrinsipKerja, FungsidanKomponen Galvanometer
Gambar 1. Galvanometer tangen. [1]
Peralatan ini digunakan untuk mendeteksi dan mengukur arus listrik lemah. Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1, galvanometer berupa kumparan bergerak, terdiri atas sebuah kumparan terbuat dari kawat tembaga isolasi halus dan dapat berputar pada sumbunya yang mengelilingi sebuah inti besi lunak tetap yang berada di antara kutub-kutub suatu magnet permanen. Interaksi antara medan magnetik B permanen dengan sisi-sisi kumparan akan dihasilkan bila arus I mengalir melaluinya, sehingga akan mengakibatkan torka pada kumparan. Kumparan bergerak memiliki tongkat penunjuk atau cermin yang membelokkan berkas cahaya ketika bergerak, dimana tingkat pembelokan tersebut merupakan ukuran kekuatan arus.
2. Penerapan Gaya Lorentzuntuk Motor Listrik
Gambar 2. Bagian-bagian Motor listrik.
3. Aplikasi Gaya Magnetik untuk Relai
Relai merupakan suatu alat dengan sebuah sakelar, untuk menutup relai digunakan magnet listrik. Arus yang relatif kecil dalam kumparan magnet listrik dapat digunakan untuk menghidupkan arus yang besar tanpa terjadi hubungan listrik antara kedua rangkaian.
Gambar 3. Relai. [2]
4. Penerapan Gaya Magnet untukKereta Maglev
Gambar 4. Kereta Maglev. [3]
5. Penerapan Gaya Lorentz untuk Video Recorder
Pada video recorder, sinyal disimpan di dalam pita magnetik. Video recorder sangat tergantung pada magnetisme dan listrik. Ia menggunakan dorongan magnetik dari kawat yang membawa arus dalam motor listrik untuk memutar drum pada kecepatan tinggi dan menggerakkan pita yang melaluinya dengan lembut. Untuk merekam suatu program, arus yang mengalir melalui kumparan kawat di dalam drum digunakan untuk menciptakan pola magnetik pada pipa. Jika pita tersebut diputar ulang, alat perekam menggunakan pola magnetik ini untuk menghasilkan arus yang dapat diubah ke dalam gambar.
Gambar 5. Camcorder. [4]
6. Detektor logam Detektor logam bekerja berdasarkan konsep gaya magnet, yaitu fluks magnet. Peningkatan fluks magnet biasanya disertai peningkatan tegangan di dalam arus yang mengalir lewat kurnparan penerima yang memicu alarm. Kumparan penerima yang melarik badan seseorang segera menyiagakan bila sejumlall 'ogam dapat terdeteksi,
7. Spektrometer massa Banyak metode yang digunakan untuk mengukur massa suatu atom, tetapi yang paling teliti adalah menggunakan spektrometer massa.Alat ini menggunakan gaya magnetik atom bermuatan (ion) untuk menentukan massa atom dengan ketelitian mencapai 7 angka.
3.SOAL LATIHAN
1. Kuatgaris-garisgaya magnet disebut……
2. Saatelektronmemasukimedan magnet, electron Mendapatgaya Lorentz yang searahdengan...
3. Di antaracontoh-contoh di bawahini, yang merupakanbahandiamagnetik... a. aluminium, tembaga, besi
5. Duakawatamatpanjangdipasangvertikalsejajardenganjarak d. Kawatpertamadialiriarus I keatas. Titik P (dalambidangkeduakawatitu) terletakdiantaranyadanberjarak 1/3 d darikawatpertama.Jikainduksimagnetik di titik P besarnyanol, iniberartiarus yang mengalirdalamkawatkeduaadalah …
a. 1/3 I kebawah b. ½ I kebawah c. 3I keatas e. 2I kebawah
6. Kemagnetan suatu magnet akan berkurang bila ... a. didinginkan hingga -30 ℃
b. didinginkan hingga -50 ℃
c. dipukul - pukul dengan keras
d. didekatkan pada magnet batang lain yang kutubnya berlawanan e. disimpan dalam kotak kayu
Pembahasan :
a) Dipanaskan,
b) Dipukul – pukul dengan keras,
c) Berada dalam kumparan yang dialiri arus bolak – balik, dan
d) Disimpan berhadapan dekat magnet batang lain yang kutubnya sama Jawaban : C
7. Bagian magnet yang medan magnetnya terlemah adalah ...
a. bagian tengah c. ujung e. Tepi
b. bagian pinggir d. Kutub
Pembahasan :
Tempat yang garis-garis medan medan magnetnya paling renggang menyatakan medan magnet yang terlemah. Tempat itu adalah bagian tengah magnet.
Jawaban : A
8. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 40 A. Besarnya induksi magnet pada sebuah titik yang jaraknya 10 cm dari pusat kawat tersebut adalah ...
a. 8. 10-6 T c. 8. 10-5 T e. 4. 10-4 T
b. 4. 10-6 T d. 12. 10-5 T
Jawaban : C
9. Sebuah kawat yang berbentuk lingkaran dan berjari-jari 10 cm terdiri atas 20 lilitan. Agar kuat medan magnet pusat lingkaran sama dengan 4
π . 10-3 T, maka besar arus listrik yang mengalir haruslah ...
a. 100 A c. 10 A e. 1 A
b. 50 A d. 5 A
Jawaban : A
10. Sebuah solenoida mempunyai panjang 20 cm dan terdiri atas 50 lilitan. Jika kuat medan magnet di tengah-tengah (pusat) solenoida 2 π . 10-4 T , maka kuat arus yang mengalir pada solenoida adalah ...
a. 2 A c. 10 A e. 4. 10-2 A
b. 4 A d. 2. 10-2 A
Jawaban : A
11. Suatu partikel bermuatan dilepaskan dari keadaan diam pada suatu daerah yang dipengaruhi mdan listrik dan medan magnet ternyata membentuk lintasan lurus maka ...
a. besar medan magnet lebih kecil dibanding medan listrik b. besar medan magnet lebih besar dibanding medan listrik c. besar medan magnet sama dengan medan listrik
e. arah medan magnet tegak lurus terhadap medan listrik
12. Sebuah proton bergerak ke arah sumbu +Z setelah dipercepat melalui beda potensial V. Proton itu kemudian melalui suatu daerah dengan
medan listrik E ke arah sumbu +X dan medan magnet B ke arah sumbu +Y. Ternyata arah gerak proton tidak terpengaruh. Bila percobaan ini diulang tetapi dengan mengganti proton dengan sebuah elektron, maka elektron akan ...
a. terbelokkan ke arah sumbu -X b. terbelokkan ke arah sumbu +X c. terbelokkan ke arah sumbu +Y d. terbelokkan ke arah sumbu -Y e. tidak terpengaruh arah geraknya
13. Suatu partikel bermuatan 0,04 C bergerak sejajar dengan kawat berarus listrik 10 A. Jika jarak partikel kawat 5 cm, laju partikel 5 m/s, maka gaya yang dialami partikel adalah ... μ N (medan magnetnya dari kawat panjang berarus)
a. 0 c. 4 e. 8
b. 2 d. 6
14. Partikel dengan muatan 2 kali muatan elektron bergerak dalam medan
magnet homogen B secara tegak lurus. Besar medan B adalah π
4 T. Bila frekuensi 4 siloktron adalah 1600 Mz, maka besarnya massa adalah ... kg.
a. 2,5 x 10-23 c. 1,2 x 10-23 e. 3,3 x 10-23
b. 5 x 10 -22 d. 7,5 x 10-22
15. Dua buah partikel massanya m1 : m2 = 2 : 1 dan muatannya q1 : q2 = 2
: 1. Kedua partikel itu bergerak melingkar dalam bidang yang tegak lurus medan magnet homogen. Bila besar momentum kedua partikel itu sama, maka perbandingan jari – jari orbit partikel itu r1 : r2 , adalah ...
16. Kutub selatan magnet jarum pada kompas menunjukkan ... a. kutub selatan magnet bumi
b. kutub utara magnet bumi c. kutub utara bumi
e. acak
17. Oersted menemukan bahwa ... a. magnet menimbulkan arus
b. magnet menimbulkan medan magnet c. kutub – kutub magnet selalu berpasangan d. arus listrik menimbulkan medan magnet e. bumi merupakan magnet yang sangat besar
18. Kuat medan magnet di titik sejauh r dari suatu kawat lurus beraturan I sebanding dengan ...
a. I c. r3 e. r
b. I2 d. r2
19. Sebuah antiproton bergerak vertikal ke atas ketika memasuki medan magnetik homogen yang mengarah ke utara. Gaya magnet pada saat itu mengarah ke ...
a. timur c. utara e. atas
b. barat d. selatan
20. Dua kawat lurus diletakkan sejajar pada jarak r. Jika kedua kawat itu masing – masing dialiri arus I yang arahnya sama, kedua kawat itu akan ... a. tolak – menolak dengan gaya sebanding r
b. tarik – menarik dengan gaya sebanding r-2
c. tolak – menolak dengan gaya sebanding I-1
d. tarik – menarik dengan gaya sebanding I2
e. tarik – menarik dengan gaya sebanding r2
22. Kawat melingkar dengan jari – jari 2 π cm dialiri arus listrik 4 A. Induksi magnetik di pusat lingkaran kawat tersebut adalah ...
a. 2 x 10-5 T
b. 4 x 10-5 T
c. 5 x 10-5 T
d.6 x 10-5 T
e. 7 x 10-5 T
23. Solenoida dengan panjang 25 cm terdiri dari 800 lilitan. Jika pada solenoida dialiri arus 2 A, induksi magnetik yang terjadi pada pusat solenoida tersebut adalah ...
a. 2,56 π x 10-3 Wb/m2
b. 5,12 π x 10-3 Wb/m2
c. 6,64 π x 10-3 Wb/m2
d. 7,68 π x 10-3 Wb/m2
e. 8,46 π x 10-3 Wb/m2
24. Kawat lurus panjang berarus listrik 8 A, berarah ke utara. Besar dan arah induksi magnetik di suatu titik yang berada 4 cm di atas kawat tersebut adalah ...
a. 4 x 10-5 T ke timur
b. 4 x 10-5 T ke barat
c. 4 x 10-5 T ke bawah
d. 8 x 10-5 T ke timur
e. 32 x 10-5 T ke barat
25. Kawat lurus panjang berarus listrik. Tenyata titik – titik yang berada 6 cm di sebelah timur kawat memiliki induksi magnetik 3 x 10-5 Wb/m2 ke
utara. Hal itu menunjukkan bahwa besar dan arah arus pada kawat tersebut ...
Referensi :
Taranggono,Agus . 2005. Sains Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Bumi Aksara Ruwanto,Bambang. 2005. Asas – Asas Fisika 3 A. Yogjakarta : Yudhistira
RANCANGAN PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Medan magnet
Dosen pengampu: Nyoman Ayu, S.Pd., M.Pd
Disusun oleh:
Solikhatun Romadhona 13330044
Elsa Asri Anggraini 13330045
Nur Vicka Tamarayati 13330059
PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
![Gambar 1. Galvanometer tangen. [1]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1706762.1572343/20.595.191.405.68.315/gambar-galvanometer-tangen.webp)
![Gambar 4. Kereta Maglev. [3]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1706762.1572343/22.595.179.422.440.575/gambar-kereta-maglev.webp)
