Hai kawan-kawan, berikut ini akan disajikan Soal Pilihan Ganda dan Jawaban Fisika Medan Magnet beserta pembahasannya. Mudah-mudahan Soal Pilihan Ganda dan Jawaban Fisika Medan Magnet ini memberikan manfaat yang banyak.
Soal No. 1). Suatu solenoida terdiri dari 300 lilita berarus 2 A. panjang solenoida 30 cm. Induksi magnet di tengah-tengah solenoid adalah ..
a. 8 x 10-4 wb/m2
b. 4 x 10-4wb/m2
c. 2 x 10-4wb/m2
d. x 10-4 wb/m2
e. 16 x 10-4wb/m2
Jawaban : A
Pembahasan :
N = 300 lilitan
I = 2 Ampere
L = 30 cm = 3×10-¹ m
μ₀ = 4π × 10-⁷ Wb/Am
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
Soal No. 2). Sebuah toroida memiliki jari-jari 50 cm dialiri arus sebesar 1 A. Jika toroida tersebut memiliki 60 lilitan, hitunglah besar induksi magnetic pada sumbunya!
a. 2 x 10-5T
b. 2,4 x 10-5 T
c. 4 x 10-5T
d. 2 x 10-6T
e. 9 x 10-5T
Jawaban : B
Pembahasan :
Soal No. 3). 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, tentukan besar dan arah gaya magnetic yang timbul pada kawat!
a. 4 x 10-5 Newton
b. 4 x 10-6Newton
c. 13 x 10-5Newton
d. 2 x 10-5Newton
e. 4,2 x 10-5Newton
Jawaban : A
Pembahasan
Diketahui: i = 5 A
B = 2 x 10-4 tesla
L = 4 cm = 4 x 10-2 m
Sin 900= 1
B = B i L sin 900
= (2 x 10-4)(5)( 4 x 10-2) 1
= 4 x 10-5 Newton
Soal No. 4). Sebuah kawat lurus panjang yang dialiri arus listik sebesar 10 A dari arah timur ke barat. Tentukan besar dan arah induksi magnetik di titik P yang berada tepat di bawah kawat tersebut pada jarak 10 cm!
a. 2 . 10-5 T
b. 4 . 10-5 T
c. 10 . 10-5 T
d. 2 . 10-6 T
e. 10-5 T
Jawaban : A
Pembahasan :
I = 10 A
A = 10 cm = 0,1 m
= 4 ×10-7 WbA-1m-1
Ditanyakan : BP = …?
Jawab :
BP = 2 . 10-5 T yang arahnya ke selatan
Soal No. 5). Tentukan besarnya induksi magnet disuatu titik yang berjarak 2 cm dari kawat lurus panjang yang berarus listrik 30 A?
a. 6 x 10-4wb/m2
b. 3 x 10-4 wb/m2
c. 13 x 10-4wb/m2
d. 9 x 10-4wb/m2
e. 10-4wb/m2
Jawaban : B
Pembahasan :
a = 2 cm = 2 x 10-2
I = 30 A
μo= 4 x 10 -7 Wb/A.m
Jawaban :
Soal No. 6). Arus sebesar 2,5 a mengalir dalam kawat berupa dengan jari-jari 3cm. berapa besar magnet di titik p bila titik p berada di pusat lingkaran?
Jawaban :
Pembahasan :
kawat melingkar
i = 2,5 A
a = 3×10^-2 m
B di pusat = __?
induksi magnetik di pusat kawat melingkar
B = μo i / (2 a)
B = 4π×10^-7 • 2,5 / (2 • 3×10^-2(
B = (5/3)π×10^-5 T ≈ 5,24×10^-5 T
Soal No. 7). Sebuah electron berkecepatan 2 x 107m/s masuk dalam medan magnet yang induksi magnetnya 1,5 wb/m2dengan sudut 600 terhadap garis medan. Hitung gaya magnetic yang dialami electron. (q =1,6 x10-19C)!
a. 4,8 x 10-12
b. 48 x 10-12
c. 4,8 x 10-10
d. 2,4 x 10-12
e. 8,8 x 10-12
Jawaban : A
Pembahasan :
Diketahui: v = 2 x 107 m/s
B = 1,5 wb/m2
q =1,6 x10-19 C
F = B q v
= 1,5 x 1,6 x10-19 x 2 x 107
= 4,8 x 10-12
Soal No. 8). 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. 0,01 N
b. 0,1 N
c. 1 N
d. 10 N
e. 100 N
Jawaban : A
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 :
Soal No. 9). 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. 4,7 106 m/s
d. 4,7 10-2 m/s
e. 5,9 m/s
Jawaban : C
Pembahasan :
Diketahui :
R = 14 cm = 0,14 m
B = 0,35 T
q = 1,6
m = 1,67 x 10⁻²⁷ kg (massa proton, diingat!)
Ditanya v = ?
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 4,7 x 10⁶ m/s
Soal No. 10). 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
Pembahasan :
A = 100 cm2 = 10-2 m2
Garis-garis gaya magnet ^ bidang, berarti garis-garis gaya magnet // garis
normal bidang, maka q = 0°
F = B A cos q = 5 x 10–4 x 1 x 10–2 x cos 0° = 5 x 10–6 Wb
Soal No. 11). 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
Pembahasan :
Diketahui:
A=PxL
=10cm x 5 xm
=50 cm⇒0,5m
ω=60 rad/s
B=0,5Wb/m²
N=200 lilitan
Ditanyakan : ε = ?
Dijawab:
ε = B.A.ω.N
ε = 0,5 • 0,5 • 60 • 200 =30 volt
Soal No. 12). Sebuah positron yang bermuatan 1,6 x 10−19C bergerak dengan kecepatan 5 x 105 m/s melalui medan magnet sebesar 0,8 T seperti gambar berikut. Besar gaya magnetik saat positron berada dalam medan magnet adalah ..
a. 6,4 x 10−14Newton
b. 6,4 x 10−12Newton
c. 6,4 x 10−11Newton
d. 64 x 10−14Newton
e. 3,2 x 1012 Newton
Jawaban : A
Pembahasan :
Besar gaya magnetik saat elektron berada dalam medan magnet
Gunakan persamaan
F = BQV sin θ
F = (0,8)(1,6 x 10−19)(5 x 105)(1) = 6,4 x 10−14 Newton
Soal No. 13). Dua buah muatan masing-masing Q1= 2Q dan Q2 = Q dengan massa masing-masing m1 = m dan m2= 2 m bergerak dengan kelajuan yang sama memasuki suatu medan magnet homogen B.
Tentukan perbandingan jari-jari lintasan yang dibentuk muatan Q dan 2Q!
a. 1 : 4
b. 4 : 1
c. 2 : 4
d. 1 : 3
e. 2 : 3
Jawaban : B
Pembahasan
Gaya sentripetal dari gerak kedua muatan berasal dari gaya magnetik
Soal No. 14). Seutas kawat lurus dialiri arus sebesar 15 A dengan arah ke kanan. 8 mm dari kawat bergerak sebuah muatan positif sebesar 0,4 C dengan arah sejajar kawat dengan kelajuan 5 x 103m/s. Besar gaya magnetic adalah ..
a. 0,75 N
b. 14 N
c. 1,4 N
d. 18 N
e. 0,4 N
Jawaban : A
Pembahasan :
Lebih dahulu cari besar medan magnet yang dihasilkan oleh kawat lurus pada jarak 8 mm:
Soal No. 15). Dua buah kawat lurus panjang dan sejajar terpisah pada jarak 10 cm, yang masing-masing dialiri arus listrik sebesar 6 A dan 8 A. Besar induksi magnetik di titik P yang berjarak 4 cm dari kawat pertama dan 6 cm dari kawat kedua adalah …
a. 2 . 10-7 T
b. 10-7 T
c. 10-6 T
d. 10-5 T
e. 10-4 T
Jawaban : D
Pembahasan :
induksi magnetik dari kawat 6A:
B1=2.k.i/r=2.10⁻⁷.6/(4.10⁻²)
= 3.10⁻⁵ T
B2=2.10⁻⁷.8/(6.10⁻²)=8/3 .10⁻⁵ T
B1 dan B2 arahnya berlawanan, resultannya
Br = B1-B2= 1/3 .10⁻⁵ T
Soal No. 16). Dua buah kawat panjang lurus sejajar terpisah pada jarak 12 cm. Kawat pertama dialiri arus 4 A kawat kedua 6A. Tentukan besar induksi magnet pada titik yang berada di antara dua kawat tersebut dan berjarak 4 cm dari kawat pertama.
a. Nol
b. 3,4 10-6 T
c. 4 10-7 T
d. 4 10-6 T
e. 2 10-6T
Jawaban : B
Pembahasan :
Bp = (B6 – B4) = 3,4 10-6 T
Terkait materi :
B = μ₀.i₁/2πr₁ – μ₀.i₂/2πr₂
B = μ₀/2π ( i₁/r₁ – i₂/r₂ )
B = 2.10⁻⁷( 4/0,04 – 6/0,08 )
B = 2.10⁻⁷(100-75)
B = 5.10⁻⁶ T
Jawaban diatas jika arus searah.
Jika arus berlawanan
B = μ₀.i₁/2πr₁ + μ₀.i₂/2πr₂
B = μ₀/2π ( i₁/r₁ + i₂/r₂ )
B = 2.10⁻⁷( 4/0,04 + 6/0,08 )
B = 2.10⁻⁷(100+75)
B = 350.10⁻⁷
B = 3,5.10⁻⁵ T
Soal No. 17). Sebuah kawat penghantar berbentuk lingkaran dengan jari-jari 8 cm dan terdiri atas 20 lilitan yang dialiri arus listrik sebesar 10 A. Besar induksi magnet di titik pusat lingkaran adalah ..
a. × 10-3 T
b. 10-3T
c. 5 × 10-3T
d. 2 × 10-3 T
e. 8 × 10-3T
Jawaban : C
Pembahasan
Diketahui :
a = 8 cm = 8.10-2 m
x = 6 cm = 6.10-2 m
I = 10 A
N = 20 lilitan
BP = 5 × 10-3 T
Soal No. 18). 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
Pembahasan :
Dketahui : I = 2 A
a = 4 . 10 – 2 m
Ditanya : Besar dan arah B ….. ?
Dijawab :
Soal No. 19). Besarnya induksi magnetik di titik yang berjarak 2 cm dari kawat lurus yang panjang dan berarus listrik 30 ampere adalah………
a. 3 . 10 -4Weber/m2
b. 3 . 10 –2Weber/m2
c. 6 . 19 –3Weber/m2
d. 6 . 10 –4 Weber/m2
e. 3 . 10 –1Weber/m2
Jawaban : A
Pembahasan :
Diketahui:
a=2 cm=0,02 m
i=30 a
μo=4π.10⁻⁷ Wb/Am
Ditanyakan: B?
Dijawab
Gunakan saja rumusnya tentu saja yang kawat lurus ya:
B=μo.i / 2π
=(4π.10⁻⁷)(30) / 2π.(0,02)
B =3.10⁻⁴ Wb/m²
Soal No. 20). 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
Pembahasan :
Kuat medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat lurus panjang berarus adalah :
B = μo I / ( 2π d )
dimana :
B = Kuat Medan Magnet ( Tesla )
μo = Permeabilitas Ruang Hampa ( 4π x 10⁻⁷ Wb/Am )
I = Kuat Arus Listrk ( A )
d = Jarak Titik ke Kawat ( m )
Diketahui:
I = 10 A
d = 4 cm = 0,04 m
Ditanyakan:
B = ?
Penyelesaian:
B = μo I / ( 2π d )
B = 4π x 10⁻⁷ x 10 / ( 2π x 0,04 )
B = 5 x 10⁻⁵ Tesla
Soal No. 21). 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
Pembahasan :
Pada selonoida Kuat medan magnet pada selonoida dipengaruhi oleh banyak lilitan, kuat arus, panjang selonoida dan permeabilitas bahan.
Soal No. 22). Sebuah elektron bergerak didalam medan magnet serba sama secara tegak lurus dengan kecepatan 2 108m/s. Jika besar induksi magnet 0,8 T maka jari-jari lintasan electron adalah ..
a. 14,22 . 10-4 m
b. 1,422 . 10-4 m
c. 142,2 . 10-4 m
d. 9,1 . 10-4 m
e. 9 . 10-4 m
Jawaban : A
Pembahasan :
R = mv / (qB)
= (9,1 x 10⁻³¹)(2 x 10⁸) / [(1,6 x 10⁻¹⁹)(8 x 10⁻¹)]
= (18,2 x 10⁻²³) / (12,8 x 10⁻²⁰)
= 1,421875 x 10⁻³ m
= 14,22 10-4 m
Soal No. 23). 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
Diketahui
i₁ = 3 A
i₂ = 4 A
a = 20 cm = 0,2 m
Ditanya
= ?
Pembahasan :
Soal No. 24). Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 5 miliampere berada diruang hampa . Tentukan besarnya induksi magnetic pada titik yang berada sejauh 10 cm disebelah kanan kawat, bila kawat vertikal ?
a. 10-2T
b. 10-9 T
c. 10-10 T
d. 10-12 T
e. 10-8 T
Jawaban : B
Pembahasan :
I = 5 mA = 5 x 10-3 A
Titik a = 10-1 m
Permeabilitas ruang hampa = 4 phi x 10-7
Cari induksi magnet:
B = (permeabilitas x I) / (2 phi x a)
= (4 phi x 10-7 x 5 x 10-3) / (2 phi x 10-1)
= 2 x 10-7 x 5 x 10-3 x 10-1
= 10-9 Tesla