4. MAMa 13 FASE F KELAS 12 SEMESTER 1 JANUAR ANTON F

(1)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP MODUL AJAR MANDIRI (MAMa) FISIKA

MAMa/FIS/F/13/MEDAN MAGNET

A. INFORMASI UMUM

1. Identitas penulis modul : Januar Anton Firmansyah, S.Pd

2. Kompetensi awal : Saat di SMP sudah mempelajari medan magnet

3. Semester : Ganjil

4. Profil Pelajar Pancasila : Kreatif, Bernalar kritis, dan Mandiri

5. Elemen : Pemahaman Fisika dan Keterampilan Proses

6. Materi : Medan Magnet

7. Sarana dan prasarana : HP, Laptop, Internet, Projektor, BSE, LKM.

8. Target peserta didik :

a. Murid reguler/tipikal: umum, tidak ada kesulitan dalam mencerna dan memahami materi ajar.

b. Murid dengan pencapaian tinggi: mencerna dan memahami dengan cepat, mampu mencapai keterampilan berfikir aras tinggi (HOTS), dan memiliki keterampilan memimpin.

9. Model pembelajaran yang digunakan : Discovery Learning B. KOMPONEN INTI

1. Tujuan pembelajaran

Melalui pendekatan saintifik dengan model pembelajaran Discovery Learning (DL) dan metode diskusi kelompok, peserta didik diharapkan dapat kreatif, berpikir kritis, dan mandiri dalam menerapkan konsep dan prinsip Medan Magnet dalam menyelesaikan masalah.

2. Indikator Tujuan pembelajaran

a. Menjelaskan medan magnetik disekitar kawat, kawat melingkar, selenoida, dan toroida.

b. Mengidentifikasi besar induksi magnetik di sekitar kawat lurus, kawat melingkar, selenoida, dan toroida.

c. Menentukan arah medan magnetik di sekitar kawat lurus, kawat melingkar, selenoida, dan toroida.

d. Menjelaskan gaya magnetik pada partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnetik e. Menentukan arah gaya magnet yang dialami oleh muatan listrik.

f. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besar gaya magnetik pada kawat lurus g. Menentukan arah gaya magnetik pada kawat lurus.

h. Menerapkan gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus.

i. Menerapkan medan magnetik dalam menyelesaikan masalah.

j. Menerapkan gaya magnetik dalam menyelesaikan masalah.

3. Asesmen

a. Tes tulis (pengetahuan) b. Observasi (sikap) c. Kinerja (keterampilan) 4. Pemahaman bermakna

a. Produk teknologi modern banyak memanfaatkan konsep medan magnetik b. Produk teknologi modern banyak memanfaatkan konsep gaya magnetik 5. Pertanyaan pemantik

a. Menurut kalian, apakah serbuk besi membentuk pola tertentu?

b. Menurut kalian, bagaimanakan cara menentukan titik yang memiliki medan magnetik nol?

c. Menurut kalian, apa sajakah penerapan gaya magnetik pada produk teknologi?

d. Menurut kalian, bagaminakah menentukan arah gaya magnetik pada kawat dan muatan listrik?

e. Menurut kalian, cara membuat magnet dengan cara elektromagnetik?

(2)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP 6. Peta Konsep

7. Kegiatan pembelajaran

a. Pertemuan ke-1 (3 x 45 menit)

Sintaks DL Kegiatan Pembelajaran Waktu

• Stimulus (pemberian rangsangan)

• Problem Statement (Identifikasi masalah)

• Data collection (pengumpulan data)

• Data processing (pengolahan data)

• Generalization (menarik kesimpulan)

Kegiatan Pendahuluan:

• Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran.

• Memeriksa kehadiran peserta didik.

• Guru menyampaikan tujuan pembelajaran hari ini yaitu terkait materi medan magnetik

• Guru menyampaikan lingkup dan teknik penilaian yang akan digunakan, yaitu tes kinerja, tes tertulis, observasi dan penilaian diri.

• Guru menyampaikan garis besar cakupan materi medan magnetik yang terdiri dari medan magnetik pada kawat lurus, melingkar, selenoida, dan toroida

• Guru membagi peserta didik menjadi 6 kelompok heterogen dimana masing-masing kelompok terdiri dari 5-6 siswa.

10’

Kegiatan Inti (KB 1):

• Guru mengkondisikan suasana belajar yang menyenangkan dengan menampilkan video pola serbuk besi disekitar magnet (untuk anak visual dan auditori):

https://www.youtube.com/watch?v=QvneZp0wriU&t

=15s

• Guru mengajukan pertanyaan pemantik:

Menurut kalian, apakah serbuk besi membentuk pola tertentu?

• Peserta didik mengajukan pertanyaan lalu guru merangkum pertanyaan peserta didik untuk mengidentifikasi masalah.

• Peserta didik melakukan kegiatan laboratorium dengan anggota kelompok untuk mengerjakan Kegiatan Belajar 1 (KB 1) pada Lembar Kegiatan Murid (LKM). (untuk anak kinestetik).

• Peserta didik secara mandiri sesuai pembagian tugas kelompok mencari solusi terhadap permasalahan yang diberikan pada KB 1.

80’

(3)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP

• Guru menunjuk beberapa kelompok untuk

mempresentasikan hasil diskusi KB 1 di depan kelas (untuk anak kinestetik).

Kegiatan Penutup

• Guru memberikan penguatan tentang medan magnetik.

• Guru melakukan penilaian otentik untuk mengetahui tingkat ketercapaian indikator.

• Guru memberikan pengumuman bahwa dipertemuan selanjutnya akan mempelajari Latihan soal HOTS medan magnetik.

15’

b. Pertemuan ke-2 (2 x 45 menit)

• Guru menyampaikan tujuan pembelajaran hari ini yaitu terkait materi medan magnetik

• Guru menyampaikan garis besar cakupan materi medan magnetik yang terdiri dari medan magnetik pada kawat lurus, melingkar, selenoida, dan toroida

10’

• Guru mengkondisikan suasana belajar yang menyenangkan dengan menampilkan video letak titik yang medan magnetiknya nol (untuk anak visual dan auditori):

https://www.youtube.com/watch?v=WLWj8bI-NmI

Menurut kalian, bagaimanakan cara menentukan titik yang memiliki medan magnetik nol?

• Peserta didik berdiskusi dengan anggota kelompok untuk mengerjakan Kegiatan Belajar 2 (KB 2) pada Lembar Kegiatan Murid (LKM).

• Guru menunjuk beberapa kelompok untuk mempresentasikan hasil diskusi KB 2 di depan kelas (untuk anak kinestetik).

70’

• Guru memberikan penguatan terhadap besar medan magnetik pada kawat lurus, melingkar, selenoida, dan toroida.

• Guru melakukan penilaian otentik untuk mengetahui

10’

(4)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP tingkat ketercapaian indikator.

• Guru memberikan pengumuman bahwa dipertemuan selanjutnya akan mempelajari tentang gaya magnetik c. Pertemuan ke-3 (3 x 45 menit)

• Guru menyampaikan tujuan pembelajaran hari ini yaitu terkait materi gaya magnetik

• Guru menyampaikan garis besar cakupan materi gaya magnetik yang terdiri dari gaya magnetik pada kawat berarus, muatan listrik, dua kawat sejajar, dan muatan listrik yang memasuki medan magnetik

10’

• Guru mengkondisikan suasana belajar yang menyenangkan dengan menampilkan video pola serbuk besi disekitar magnet (untuk anak visual dan auditori):

https://www.youtube.com/watch?v=3FWJO1bZEZQ

Menurut kalian, apa sajakah penerapan gaya magnetik pada produk teknologi?

80’

• Guru memberikan penguatan tentang gaya magnetik

• Guru memberikan pengumuman bahwa dipertemuan selanjutnya akan mempelajari tentang keselamatan kerja di laboratorium

15’

(5)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP d. Pertemuan ke-4 (2 x 45 menit)

10’

• Guru mengkondisikan suasana belajar yang menyenangkan dengan menampilkan video letak titik yang medan magnetiknya nol (untuk anak visual dan auditori):

https://www.youtube.com/watch?v=CdpeShwaFtw

Menurut kalian, bagaminakah menentukan arah gaya magnetik pada kawat dan muatan listrik?

• Peserta didik berdiskusi dengan anggota kelompok untuk mengerjakan Kegiatan Belajar 4 (KB 4) pada Lembar Kegiatan Murid (LKM).

80’

• Guru memberikan penguatan tentang arah dan besar gaya magnetik.

• Guru memberikan pengumuman bahwa dipertemuan selanjutnya akan merancang percobaan disertai analisis metode ilmiah dan keselamatan kerja di laboratorium

10’

e. Pertemuan ke-5 (3 x 45 menit)

10’

(6)

• Guru mengkondisikan suasana belajar yang menyenangkan dengan menampilkan video pola serbuk besi disekitar magnet (untuk anak visual dan auditori):

https://www.youtube.com/watch?v=Cp-46PzT-4g

Menurut kalian, cara membuat magnet dengan cara elektromagnetik?

80’

• Guru memberikan penguatan tentang membuat magnet dengan cara elektromagnetik

• Guru memberikan pengumuman bahwa dipertemuan selanjutnya akan dilaksanakan ulangan harian medan magnetik

15’

f. Pertemuan ke-6 (2 x 45 menit)

Pelaksanaan penilaian harian (tes tulis: model soal AKM) 8. Refleksi peserta didik dan pendidik

a. Refleksi peserta didik

1) Momen terbaik apa yang saya rasakan ketika melakukan kegiatan pembelajaran ini?

2) Apa saja yang tidak saya pahami dari pembelajaran ini?

3) Bagaimana saya mengatasi ketidakpahaman saya terhadap materi pembelajaran?

b. Refleksi guru

1) Momen terbaik apa yang saya rasakan ketika melakukan kegiatan ini?

(7)

2) Apa saja yang tidak berjalan dengan baik saat saya melakukan kegiatan? Mengapa?

3) Bagaimana saya dapat memodifikasi kegiatan pembelajaran yang cocok dengan karakteristik siswa saya?

(8)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP C. LAMPIRAN

1. Lampiran Lembar Kegiatan Murid (LKM)

1. Identitas

a. Nama Mata Pelajaran : Fisika b. Semester : Ganjil c. Tujuan Pembelajaran :

d. Indikator Tujuan Pembelajaran:

e. Materi Pokok : Medan Magnet f. Alokasi Waktu : 15 x 45 Menit g. Materi Pembelajaran

• Medan magnet pada kawat lurus berarus

• Medan magnet pada kawat melingkar

• Medan magnet pada kawat selenoida

• Medan magnet pada kawat toroida

• Gaya magnet pada kawat berarus

• Gaya magnet pada muatan listrik

• Gaya magnet pada muatan yang bergerak

Melalui pendekatan saintifik dengan model pembelajaran Discovery Learning (DL) dan metode diskusi kelompok, peserta didik diharapkan dapat kreatif, berpikir kritis, dan mandiri dalam menerapkan konsep dan prinsip Medan Magnet dalam menyelesaikan masalah.

a. Menjelaskan medan magnetik disekitar kawat, kawat melingkar, selenoida, dan toroida.

b. Mengidentifikasi besar induksi magnetik di sekitar kawat lurus, kawat melingkar, selenoida, dan toroida.

c. Menentukan arah medan magnetik di sekitar kawat lurus, kawat melingkar, selenoida, dan toroida.

d. Menjelaskan gaya magnetik pada partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnetik

e. Menentukan arah gaya magnet yang dialami oleh muatan listrik.

f. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi besar gaya magnetik pada kawat lurus

g. Menentukan arah gaya magnetik pada kawat lurus.

h. Menerapkan gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus.

i. Menerapkan medan magnetik dalam menyelesaikan masalah.

j. Menerapkan gaya magnetik dalam menyelesaikan masalah.

MEDAN MAGNETIK

(9)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP 2. Peta Konsep

3. Kegiatan Pembelajaran a. Petunjuk Umum

1) Baca dan pahami materi pada Buku Teks Pelajaran Fisika

2) Setelah memahami isi materi dalam bacaan berlatihlah untuk berfikir tinggi melalui tugas-tugas yang terdapat pada UKB ini baik bekerja sendiri maupun bersama teman sebangku atau teman lainnya.

3) Kerjakan UKBM ini di buku kerja atau langsung mengisikan pada bagian yang telah disediakan.

4) Kalian dapat belajar bertahap dan berlanjut melalui kegiatan Ayo berlatih, apabila kalian yakin sudah paham dan mampu menyelesaikan permasalahan-permasalahan dalam kegiatan belajar Fisika dan Kiprahnya bagi Kehidupan, kalian boleh sendiri atau mengajak teman lain yang sudah siap untuk mengikutI tes formatif agar kalian dapat belajar ke UKBm berikutnya.

b. Pendahuluan

Pertemuan ke-1: https://www.youtube.com/watch?v=QvneZp0wriU&t=15s Pertemuan ke-2: https://www.youtube.com/watch?v=WLWj8bI-NmI Pertemuan ke-3: https://www.youtube.com/watch?v=3FWJO1bZEZQ Pertemuan ke-4: https://www.youtube.com/watch?v=CdpeShwaFtw Pertemuan ke-5: https://www.youtube.com/watch?v=Cp-46PzT-4g c. Kegiatan Inti

(10)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP A. Tujuan

Dalam penyelidikan ini kamu akan mencoba memodelkan medan magnet dengan menggunakan serbuk besi.

B. Alat dan Bahan serbuk besi secukupnya magnet batang, 2 buah kertas tipis

C. Prosedur

1. Letakkan satu buah magnet batang di atas meja. Letakkan selembar kertas tipis diatas magnet tersebut.

2. Taburkan serbuk besi di atas kertas yang di bawahnya terdapat magnet batang. Gambarlah pola serbuk besi yang kamu lihat.

3. Letakkan 2 buah magnet batang di atas meja dengan kutub-kutub sejenis saling berdekatan dan paralel dengan jarak pisah kira-kira 1,5 cm seperti pada Gambar 1. Letakkan selembar kertas tipis di atas kedua magnet tersebut.

5. Ulangi prosedur 4, tetapi kutub utara dan kutub selatan saling berhadapan seperti Gambar 2.

Letakkan selembar kertas tipis di atas kedua magnet tersebut.

KEGIATAN LABORATORIUM Petunjuk:

1. Bergabunglah dengan anggota kelompok, dengan susunan setiap kelompok sesuai dengan arahan guru.

2. Diskusikan dengan anggota kelompok terkait medan magnetik berikut.

3. Waktu pengerjaan adalah 60 menit.

4. Setiap kelompok dapat mempresentasikan hasilnya diskusinya di depan kelas.

5. Pada bagian akhir setiap siswa wajib mengisi tabel refleksi diri.

(11)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP D. Analisis

1. Di manakah serbuk besi kelihatan paling padat?

_________________________________________________________________________________

2. Bagaimanakah pola serbuk besi ketika 2 buah kutub sejenis saling berdekatan?

_________________________________________________________________________________

3. Bagaimanakah pola serbuk besi ketika 1 buah kutub selatan salah satu magnet berdekatan dengan 1 kutub utara magnet lainnya?

_________________________________________________________________________________

Jodohkanlah pernyataan di bawah ini dengan jawaban yang tepat.

1. Besar medan magnetik di suatu titik pada kawat lurus dengan panjang tertentu [ ] 2. Besar medan magnetik di suatu titik pada kawat lurus sangat panjang [ ]

3. Besar medan magnetik di pusat lingkaran [ ] 4. Besar medan magnetik di sumbu lingkaran [ ] 5. Besar medan magnetik di ujung selenoida [ ] 6. Besar medan magnetik di pusat selenoida [ ] 7. Besar medan magnetik di pusat toroida [ ] 8. Satuan medan magnetic [ ]

9. Cara menentukan arah medan magnetic [ ] 10. Nilai permeabilitas ruang hampa [ ]

11. Jika kawat lurus dialiri arus listrik ke arah atas maka gambar medan magnetiknya [ ] 12. Jika kawat lurus dialiri arus listrik ke arah bawah maka gambar medan magnetiknya [ ] 13. Jika kawat melingkar dialiri arus listrik searah jarum jam, maka arah medan magnetik [ ] 14. Jika kawat melingkar dialiri arus listrik berlawanan jarum jam, maka arah medan magnetik [ ] 15. Besar medan magnetik pada selenoida berbanding lurus dengan [ ]

A B C D E

F G H I J

Tesla 4𝜋10^-7

Kaidah putaran tangan kanan

K L M N O

Masuk bidang Jumlah lilitan Keluar bidang

16. Sebuah kawat lurus dialiri arus listrik sebesar 1 mA. Tentukanlah besar medan magnetik pada suatu titik yang berjarak 2 cm dari kawat.

………

KEGIATAN DISKUSI

(12)

17. Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik sebesar 2 mA. Tentukanlah besar medan magnetik pada pusat lingkaran jika jari-jari lingkaran 1 cm.

………

18. Sebuah besi yang panjangnya 100 cm dililitkan kawat sebanyak 500 lilitan dan dialiri arus listik 4 A.

Tentukanlah medan magnetik di ujung besi.

………

19. Sebuah besi yang panjangnya 200 cm dililitkan kawat sebanyak 200 lilitan dan dialiri arus listik 2 A.

Tentukanlah medan magnetik di tengah besi.

………

20. Sebuah toroida yang memiliki jari-jari efektif 10 cm dililitkan kawat sebanyak 1000 lilitan dan dialiri arus listik 1 A. Tentukanlah medan magnetik di pusat toroida.

………

NILAI

(13)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP Tabel Refleksi Diri Pemahaman Materi

No Pertanyaan Ya Tidak

1. Apakah kalian telah dapat menemukan pola medan magnetik dari praktikum menggunakan serbuk besi?

2. Apakah kalian telah dapat menentukan rumus besar medan magnetik pada kawat lurus, kawat melingkar, selenoida, dan toroida?

3. Apakah kalian telah dapat menentukan arah medan magnetik pada kawat lurus, kawat melingkar, selenoida, dan toroida?

4. Apakah kalian telah dapat menerapkan medan magnetik untuk mengerjakan soal?

Jika menjawab “TIDAK” pada salah satu pertanyaan di atas, maka pelajarilah kembali materi tersebut dalam BukuTeks Pelajaran (BTP) atau berdiskusilah kembali dengan teman Anda tentang materi yang belum Anda pahami. Jangan putus asa untuk mengulang lagi!. Dan apabila kalian menjawab “YA” pada semua pertanyaan, maka lanjutkan berikut.

Di mana posisimu?

Ukurlah diri kalian dalam menguasai kegiatan belajar 1 medan magnetik tuliskan kedalam kotak yang tersedia.

(14)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP 1. Perhatikan gambar berikut ini!

Tentukan besar dan arah kuat medan magnet di titik P !

2. Kawat A dan B terpisah sejauh 1 m dan dialiri arus listrik berturut-turut 1 A dan 2 A dengan arah seperti ditunjukkan gambar di bawah.

Tentukan letak titik C dimana kuat medan magnetnya adalah NOL!

3. Perhatikan gambar berikut. Kawat A dan B dialiri arus listrik I1 dan I2 masing-masing sebesar 2 A dan 3 A dengan arah keluar bidang baca.

Tentukan besar dan arah kuat medan magnet di titik C yang membentuk segitiga sama sisi dengan titik A dan B!

4. Titik P berada di sekitar dua buah penghantar berbentuk setengah lingkaran dan kawat lurus panjang seperti gambar berikut!

Tentukan besar kuat medan magnet di titik P!

5. Tentukan besar medan magnet di pusat lingkaran berikut.

NILAI KEGIATAN DISKUSI

Petunjuk:

2. Diskusikan dengan anggota kelompok terkait medan magnetik berikut.

(15)

1. Apakah kalian telah dapat menentukan besar medan magnetik pada suatu titik akibat kawat lurus berarus

2. Apakah kalian dapat menentukan letak medan magnetik nol akibat dua kawat lurus berarus

3. Apakah kalian dapat menjelaskan syarat agar letak suatu titik memiliki medan magnet sama dengan nol

4. Apakah kalian telah dapat menentukan medan magnetik akibat kawat gabungan

Ukurlah diri kalian dalam menguasai kegiatan belajar 2 medan magnetik tuliskan kedalam kotak yang tersedia.

(16)

Dalam penyelidikan ini kamu akan mengamati gerakan penghantar yang disebabkan oleh gaya Lorentz.

B. Alat dan Bahan magnet U, 1 buah catu daya, 1 buah aluminium foil, 1 buah

bola lampu 12 V beserta soketnya, 1 buah statif, 1 buah

saklar, 1 buah kabel secukupnya C. Prosedur

1. Susunlah alat-alat di atas seperti pada Gambar 1. Sakelar dalam posisi terbuka

2. Aturlah tegangan catu daya menjadi 6 volt dc. Tutuplah saklar selama 2 detik, setelah itu buka kembali sakelar tersebut. Apakah aluminium foil bergerak?... Bergerak ke arah mana?...

3. Naikkan tegangan catu daya menjadi 12 volt dc. Tutuplah sakelar selama 2 detik, setelah itu buka kembali sakelar tersebut. Bagaimana gerakan aluminium foil pada prosedur ini dibandingkan dengan gerakan aluminium foil pada prosedur 2? ……….

4. Ubahlah polaritas catu daya. Aturlah tegangan catu daya menjadi 6 volt dc. Tutuplah sakelar selama 2 detik, setelah itu buka kembali sakelar tersebut. Apakah aluminium foil bergerak?... Bergerak ke arah mana?...

5. Naikkan tegangan catu daya menjadi 12 volt dc. Tutuplah saklar selama 2 detik, setelah itu buka kembali saklar tersebut. Bagaimana gerakan aluminium foil pada prosedur ini dibandingkan dengan gerakan aluminium foil pada prosedur 4?

D. Analisis

1. Adakah perbedaan kecepatan gerakan penghantar antara tegangan catu daya 6 volt dan tegangan catu daya 12 volt?

________________________________________________________________________________

2. Diskusikan dengan anggota kelompok terkait gaya magnetik berikut.

(17)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP 2. Apakah pengaruh pembalikan polaritas tegangan terhadap gerakan penghantar?

________________________________________________________________________________

3. Apakah kegunaan bola lampu pada percoban di atas?

________________________________________________________________________________

1. Arah arus listrik, medan magnet dan gaya orentz dapat ditentukan dengan menggunakan aturan _____

2. Penghantar harus diletakkan _____ terhadap medan magnet.

3. Jika dua kawat sejajar dialiri arus listrik searah, maka gaya magnetiknya akan ______

4. Jika dua kawat sejajar dialiri arus listrik berlawanan arah, maka gaya magnetiknya akan ______

5. Jika arah medan magnet dari barat ke timur, arah arus listrik dari selatan ke utara, maka arah gaya Lorentz adalah ke _____.

6. Jika arah medan magnet dari atas ke bawah, arah arus listrik dari timur ke barat, maka arah gaya Lorentz adalah ke _____.

7. Jika arah gaya Lorentz ke barat, arah arus listrik dari utara ke selatan, maka arah medan magnet adalah dari _____ ke _____.

8. Jika elektron memasuki medan magnetik, maka arah gaya Lorentz ditentukan dengan _____

9. Jari-jari lintasan proton di dalam medan magnetik berbanding lurus dengan massa dan _____

10. Jari-jari lintasan electron di dalam medan magnetik berbanding terbalik dengan medan magnet dan ____

A B C D

Selatan Atas Tarik-menarik Tangan kanan

E F G H

Tegak lurus Tolak menolak Bawah Kecepatan

I J K L

Tangan kiri Muatan listrik Utara Arus listrik

11. Kawat lurus berarus listrik 2A berada dalam medan magnet sebesar 0,5 T yang arahnya tegak lurus terhadap arus. Jika gaya Lorentz yang bekerja pada kawat sebesar 2 N maka tentukan panjang kawat 12. Sebuah kawat dengan panjang 1 m berarus listrik 10 A. Jika kawat diletakkan dalam medan magnet 0,01 T

yang arahnya membentuk sudut 30° terhadap arah arus maka tentukan gaya magnet yang dialami kawat.

13. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 6000 m/s memasuki medan magnet 2000 T. Jika arah kecepatan dan medan magnet membentuk sudut 30 derajat, maka tentukan gaya lorentz yang dialami elektron.

14. Dua kawat penghantar sejajar berjarak 1 m satu sama lain dialiri arus listrik 1 A dengan arah yang sama.

Tentukan Gaya Lorentz per satuan panjang kedua kawat.

15. Sebuah proton (mp = 1,67 x 10^-27 kg dan qp = 1,6 x 10^-19 C) memasuki tegak lurus medan magnet 2000 T.

jika kecepatan proton 1,6 x 10⁹ m/s, tentukan jari-jari lintasannya.

(18)

1. Apakah kalian telah dapat menentukan arah gaya magnetik pada kawat lurus berarus

2. Apakah kalian telah dapat menentukan arah gaya magnetic pada muatan listrik yang bergerak

3. Apakah kalian telah dapat menentukan besar medan magnetic pada kawat lurus berarus

4. Apakah kalian telah dapat menentukan arah gaya magnetic pada muatan listrik yang bergerak

5. Apakah kalian telah dapat menentukan fakto-faktor yang mempengaruhi besar jari-jari lintasan muatan listrik yang memasuki medan magnet

Ukurlah diri kalian dalam menguasai kegiatan belajar 3 Gaya Magnetik tuliskan kedalam kotak yang tersedia.

(19)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP 1. Sebuah kawat penghantar dibentangkan dengan bentuk seperti gambar di

bawah. Kawat tersebut diletakkan dalam daerah bermedan magnet dengan besar 10 T dan arah seperti pada gambar. Tentukan besar gaya magnet total pada seluruh kawat jika x=50 cm dan kawat tersebut dialiri arus listrik sebesar 5 A dengan arah seperti gambar.

2. Sebuah elektron memasuki daerah bermedan magnet homogen sebesar B=0,2 T dengan sudut 45° terhadap arah B→, seperti pada gambar di bawah. Elektron memiliki kecepatan v=3×10⁶m/s. Tentukan besar radius r dan jarak antar dua loop (p) dari lintasan helix elektron tersebut.

3. Sebuah kabel transmisi listrik yang terbentang mendatar sepanjang 50 m, dialiri arus listrik sebesar 2 kA ke arah utara seperti yang ditunjukkan gambar. Medan magnet bumi di daerah tersebut memiliki besar 5×10⁻⁵ T.

Arah medan magnet pada lokasi tersebut adalah 60° dari arah utara menuju bawah kabel penghantar listrik. Tentukan besar dan arah gaya magnet yang dialami oleh kabel penghantar tersebut.

4. Sebuah batang silinder dengan massa 1kg dan jari-jari 5cm diam dalam rel sejajar seperti ditunjukkan dalam gambar. Jarak pisah kedua rel adalah d=10cm dan panjang L=50cm. Batang tersebut dialiri arus listrik sebesar I=50 A dalam arah yang ditunjukkan gambar dan menggelinding di atas rel tanpa slip. Medan magnet homogen dengan besar 0,2T memiliki arah tegak lurus batang dan rel. Jika batang tersebut awalnya dari posisi diam, berapakah kecepatan gerak batang saat meninggalkan rel?

5. Sebuah kawat penghantar homogen dengan panjang l dan massa m, diam di atas titik tumpu yang berada pada jarak l/4 dari ujung sebeah kiri kawat, seperti ditunjukkan pada gambar. Sistem tersebut berada dalam medan magnet homogen sebesar B dalam arah masuk bidang gambar.

Sebuah benda dengan massa M yang nilainya 6 kali lebih besar dari massa kawat, digantung pada ujung kiri kawat tersebut. Berapakah besar dan arah arus listrik yang harus dialirkan dalam kawat agar sistem berada dalam keadaan setimbang. (Anggap kawat dibungkan dengan konektor fleksibel yang massa dan pengaruhnya diabaikan)

Petunjuk:

(20)

1. Apakah kalian telah dapat menentukan besar gaya magnetik pada kawat lurus berarus

2. Apakah kalian telah dapat menentukan besar gaya magnetik pada muatan listrik yang bergerak

3. Apakah kalian telah dapat menentukan besar medan magnetik pada kawat lurus berarus yang membentuk sudut terhadap medan magnetik

4. Apakah kalian telah dapat menentukan besar gaya magnetik pada batang konduktor

5. Apakah kalian telah dapat menentukan besar gaya magnetik dalam konsep torsi

Ukurlah diri kalian dalam menguasai kegiatan belajar 4 Gaya Magnetik tuliskan kedalam kotak yang tersedia.

(21)

Dalam penyelidikan ini kamu akan membuat magnet dengan menggunakan arus listrik.

B. Alat dan Bahan

kawat tembaga berisolasi panjang 100 cm pensil, 1 buah

kompas, 1 buah baterai 1,5V, 2 buah paku, 1 buah

penjepit kertas, 10 buah C. Prosedur

1. Buatlah paku yang dililiti kawat seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1.

Banyak lilitan pada paku adalah 20 lilit. Sisakan 15 cm pada ujung-ujung kawat yang tidak dililitkan.

2. Dengan sakelar terbuka, hubungkan ujung-ujung kawat ke baterai. Ujilah paku dengan sebuah kompas.

Apakah jarum kompas menunjuk ke arah paku? ______

3. Bengkokkan penjepit kertas menyerupai huruf S. Tutuplah sakelar. Ujilah pakudengan kompas.

Apakah jarum kompas menunjuk ke arah paku?______

Tempelkan penjepit seperti S tadi ke ujung paku, seperti diperlihatkan di Gambar 2.

Apakah penjepit melekat pada paku?______ Buka sakelar setelah 5 detik.

4. Tutup sakelar. Tempelkan beberapa penjepit satu persatu ke paku. Buka sakelar ketika paku

menjatuhkan penjepit paku. Catatlah pada Tabel 1 jumlah penjepit yang melekat pada paku sebelum jatuh dari paku.

5. Sekarang buatlah lilitan kawat sebanyak 40 lilitan. Ulangi prosedur 3 dan 4.

6. Lepaskan kawat dari paku. Ulangi prosedur 1 sampai 5 dengan menggunakan pensil untuk mengganti paku.

(22)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP D. Analisis

1. Berapa jumlah lilitan yang memungkinkan paku mengumpulkan penjepit pal ing banyak? Mengapa demikian?

__________________________________________________________________________________

2. Bagaimanakah dengan pensil jika dibandingkan dengan paku?

__________________________________________________________________________________

3. Jika kamu membuka sakelar, apakah paku masih dapat menarik penjepit? Mengapa demikian?

__________________________________________________________________________________

1. Inti besi pada kumparan dapat _____ besar medan magnet.

2. Inti besi yang dimasukkan kumparan dapat menjadi_____ jika kumparan dialiri arus listrik.

3. Kutub-kutub utara dan selatan dari sebuah solenoida yang dialiri listrik ditentukan oleh arah ____

listrik.

4. Sifat kemagnetan yang dihasilkan dengan cara elektromagnetik adalah _____

A B C D

Arus Menaikkan sementara Magnet

E F G H

Tegangan Menurunkan tetap Gaya magnet

5. Gambar berikut memperlihatkan susunan kawat yang diberi arus.

Tentukan kuat medan magnet di titik P.

6. Dua buah kawat lurus dan sejajar terpisah pada jarak 5 cm masing-masing dialiri arus I1 = 0,9 A dan I2

= 1,6 A. Titik P berjarak 3 cm dari kawat pertama dan 4 cm dari kawat kedua. Tentukan besar medan magnet dititik P.

7. Sebuah toroida memiliki jumlah lilitan sebanyak 60. Jari-jari efektif toroida sebesar 40 cm dan arus listrik mengalir sebesar 20 A. Berapa besar induksi magnetic di sumbu toroida tersebut.

8. Sebuah kawat melingkar dengan jari-jari 2 cm dialiri arus listrik sebesar 5 A. Tentukan medan magnet:

a. Di pusat lingkaran

b. Di titik P yang berada pada sumbu dan berjarak 4 cm dari pusat lingkaran

9. Tiga kawat lurus sejajar dialiri dengan arus yang sama masing-masing 4 A dan aranya sama seperti pada gambar berikut.

KEGIATAN DISKUSI

(23)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP Tentukan gaya per satuan panjang yang dialami kawat I2.

10. Pada gambar di bawah ini terlukis bahwa kawat lurus PQ dilalui arus listrik sebesar I1 = 10 A dan kawat persegi panjang ABCD dilalui arus I2 = 5 A. Tentukan resultan gaya yang dialami kawat ABCD.

NILAI

(24)

1. Apakah kalian telah dapat membuat magnet dengan cara elektromagnetik 2. Apakah kalian telah dapat menentukan kutub magnet dengan cara

elektromagnetik

3. Apakah kalian telah dapat memehami peran inti besi pada kumparan 4. Apakah kalian telah dapat menentukan besar medan magnetik pada kawat

lurus, melingkar, selenoida, dan toroida

5. Apakah kalian telah dapat menentukan arah medan magnetik pada kawat lurus, melingkar, selenoida, dan toroida

Ukurlah diri kalian dalam menguasai kegiatan belajar 5 membuat magnet dengan elektromagnetik tuliskan kedalam kotak yang tersedia.

(25)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP 2. Lampiran pengetahuan (tes tulis)

1. (Pilihan ganda 1 jawaban)

Sebuah kawat lurus panjang yang dialiri arus listrik sebesar 20 A dari arah barat ke timur. Besar dan arah induksi magnetik di titik P yang berada tepat di bawah kawat tersebut pada jarak 10 cm adalah

….

A. 2 x 10-5 T ke utara B. 2 x 10-5 T ke selatan C. 4 x 10-5 T ke utara D. 4 x 10-5 T ke selatan E. 6 x 10-5 T ke utara 2. (Benar/salah)

Jika kawat melingkar dialiri arus seperti pada gambar di bawah ini maka arah medan magnetik masuk bidang gambar.

 Benar

 Salah

3. (Benar-salah lebih dari 1 jawaban)

Pernyataan Benar/Salah

Besar medan magnetik di ujung selenoida lebih besar daripada besar medan magnetik di tengah selenoida.

Jika dua kawat sejajar dialiri arus listrik dengan arah yang sama maka arah gaya magnetik saling mendekat.

Arah gaya magnetik pada muatan yang bergerak akan berbeda jika jenis muatan yang bergerak dalam medan magnetik juga berbeda.

Jika muatan listrik bergerak tegak lurus memasuki medan magnetik maka muatan tersebut akan bergerak melingkar 4. (Pilihan ganda 1 jawaban)

Beberapa cara membuat magnet yang tepat sebagai berikut, kecuali:

A. Menggosok searah

B. Mendekatkan dengan magnet C. Memberi arus listrik DC D. Memberi arus listrik AC E. Induksi magnetik

5. (Pilihan ganda 1 jawaban)

Dua buah kawat panjang a dan b diletakkan sejajar pada jarak 4 cm satu sama lain dialiri arus sama arahnya. Tiap kawat dialiri arus listrik sebesar 2 A. Besar dan arah Induksi magnet di titik P yang berjarak 2 cm di sebelah kiri kawat a adalah….

A. 1,33 x 10^-5 T masuk bidang B. 1,33 x 10^-5 T keluar bidang C. 2,67 x 10^-5 T masuk bidang D. 2,67 x 10^-5 T keluar bidang E. 1,33 x 10^-5 T masuk bidang 6. (Pilihan ganda 1 jawaban)

Sebuah partikel bermuatan 2 C bergerak dengan kecepatan 200 m/s ke utara memotong medan magnetik yang besarnya 10⁵ T yang menuju ke barat. Besar dan arah gaya maknetik yang dialami muatan tersebut adalah….

A. 2 x 10⁷ N ke atas B. 2 x 10⁷ N ke bawah

(26)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP C. 4 x 10⁷ N ke atas

D. 4 x 10⁷ N ke bawah E. 6 x 10⁷ N ke atas 7. (Menjodohkan)

Pernyataan Jawaban

Jenis magnet yang digunakan untuk kunci pintu lemari kaca atau kayu Jenis magnet yang digunakan pada kompas penunjuk arah mata angin Jenis magnet yang digunakan pada pengeras suara

Jenis magnet yang digunakan untuk mengangkat barang bekas berbahan magnetik

8. (Pilihan ganda lebih dari 1 jawaban)

Seutas kawat dialiri arus listrik i = 2 A seperti gambar berikut !

 Besar medan magnetik di titik p = 4 x 10^-7 T

 Besar medan magnetic di titik q = 2 x 10^-7 T

 Arah medan magnetik di titik Q masuk bidang

 Arah medan magnetic di titik P keluar bidang 9. (Isian singkat)

Jika muatan listrik positif dengan kelajuan v dengan arah 60° terhadap medan magnet dan memasuki medan magnetik yang arahnya masuk bidang, maka arah lintasan dari muatan listrik positif tersebut adalah ….

10. (Uraian)

Tiga buah kawat dengan nilai dan arah arus seperti ditunjukkan gambar berikut!

Tentukan besar dan arah kuat medan magnet di titik P.

3. Lampiran keterampilan (kinerja)

No Absen

Nama

Keterampilan Proses

Mengajukan pertanyaan Menjawab pertanyaa Merancang percobaan

1 A

2 B

3 C

4 D

Rubrik:

Keterangan:

Skor 1 = Tidak memenuhi, Skor 2 = Cukup Memenuhi, Skor 3 = Memenuhi, Skor 4 = Sangat Memenuhi

Magnet silinder Magnet jarum Magnet cincin Magnet ladam

(27)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP 4. Lampiran sikap (observasi)

No Absen

Nama

Sikap Sosial

kreatif Berpikir kritis Mandiri

1 A

2 B

3 C

4 D

Rubrik:

Keterangan:

Skor 1 = Tidak memenuhi, Skor 2 = Cukup Memenuhi, Skor 3 = Memenuhi, Skor 4 = Sangat Memenuhi 5. Pengayaan dan remedial

a. Remedial

❖ Remedial dapat diberikan kepada peserta didik yang belum mencapai KKM maupun kepada peserta didik yang sudah melampui KKM. Remidial terdiri atas dua bagian : remedial karena belum mencapai KKM dan remedial karena belum mencapai Kompetensi Dasar

❖ Guru memberi semangat kepada peserta didik yang belum mencapai KKM (Kriteria Ketuntasan Minimal). Guru akan memberikan tugas bagi peserta didik yang belum mencapai KKM (Kriteria Ketuntasan Minimal), misalnya sebagai berikut.

➢ Menghitung dan menentukan arah medan magnetik dan gaya magnetik b. Pengayaan

❖ Pengayaan diberikan untuk menambah wawasan peserta didik mengenai materi pembelajaran yang dapat diberikan kepada peserta didik yang telah tuntas mencapai KKM atau mencapai Kompetensi Dasar.

❖ Pengayaan dapat ditagihkan atau tidak ditagihkan, sesuai kesepakatan dengan peserta didik.

❖ Direncanakan berdasarkan IPK atau materi pembelajaran yang membutuhkan pengembangan lebih luas misalnya

➢ Medan magnetik pada produk teknologi

➢ Gaya magnetic pada produk teknologi 6. Bahan bacaan pendidik dan peserta didik

a. Buku BSE kemendikbud 2020, Fisika kelas XII, penyusun: Sujoko b. Buku PR Intan Pariwara, Fisika kelas XII, penyusun: Risdiyani Chasanah 7. Glossarium

Medan magnet : daerah disekitar magnet yang masih terpengaruh oleh gaya magnet.

Garis-garis gaya magnet : garis lengkung yang keluar dari kutub utara menuju kutub selatan dan garis tersebut tidak pernah berpotongan satu dengan yang lainnya.

Fluks Magnet : jumlah garis gaya magnet yang menembus permukaan bidang tertentu.

Induksi Magnet : kuat medan magnet pada satu titik.

Solenoida : salah satu jenis kumparan terbuat dari kabel panjang yang dililitkan secara rapat dan dapat di asumsikan bahwa panjangnya jauh lebih besar

diameternya.

Toroida : sebuah solenoida yang di lengkungkan sehingga berbentuk lingkaran kumparan.

Gaya Lorentz : gaya yang timbul akibat kawat penghantar lurus berarus yang memotong medan magnetik.

Fluks Magnet : jumlah gaya medan magnet yang menembus suatu permukaan luas dalam arah tegak lurus Tesla : adalah satuan induksi magnet dalam SI (Sistem Internasional)

8. Daftar pustaka

(28)

@Januar_Anton_Firmansyah SMAN 1 SUMENEP Saroji.2020. Hakikat Fisika dan Metode Ilmiah. Jakarta: Direktorat SMA.

Lasmi, Ni ketut. IPA Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta: Erlangga

Mengetahui

Kepala SMAN 1 Sumenep

Drs. Achmad Sulaiman, M.Pd NIP. 19630825 199203 1 006

Sumenep, 26 Juni 2023 Penyusun

Januar Anton Firmansyah, S.Pd NIP.