KEMAGNETAN: SOAL DAN PEMBAHASAN

1.    Perhatikan faktor-faktor berikut!

(1) Luas penampang kawat

(2) Permeabilitas

(3) Hambatan dalam kawat

(4) Arus yang mengaliri kawat

Yang memengaruhi besarnya induksi/medan magnet pada suatu kawat lurus yang dialiri listrik adalah ….

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (1) dan (4)

D. (2) dan (3)

E. (2) dan (4)

2.    Dua kawat sejajar yang berjarak 1 m satu sama lain dialiri arus listrik masing-masing 1 A dengan arah yang sama. Diantara 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 terik menarik sebesar 2 . 10-7 N/m

E. Gaya tolak menolak sebesar 2 . 10-7 N/m

Pembahasan

F/L = 2 . 10-7 N/m (tarik menarik karena arah arus sama)

3.    Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus sebesar 3 A. Tentukan besar medan magnet yang berjarak 3 cm dari kawat tersebut! (μ₀ = 4 πx 10^-7 Wb/Am)

Diketahui:

I = 3 A

r = 3 cm = 3 x 10^-2 m

μ₀ = 4 πx 10^-7 Wb/Am

Ditanya: B ?

Jawab:

4.    Dua kawat sejajar l dan m masing-masing panjangnya 2 m dan terpisah pada jarak 2 cm. Pada kawat m yang kuat arusnya 1,5 A mengalami gaya magnetik dari kuat arus kawat l sebesar 6 . 10-5 N ( µ0 = 4π . 10-7 Wb/A.m). kuat arus pada kawat l adalah...

A. 1,2 A
B. 1,5 A
C. 2,0 A
D. 2,4 A
E. 3,0 A

Pembahasan

i2 = 2 A

Jawaban: C

5.    Sebuah elektron bergerak dari A dengan kecepatan v memasuki medan magnet homogen B secara tegak lurus.
Salah satu lintasan yang mungkin dilalui elektron adalah...
A. Mengikuti lintasan I
B. Mengikuti lintasan II
C. Mengikuti lintasan III
D. Masuk ke bidang gambar
E. Keluar dari bidang gambar

Pembahasan

Gunakan kaidah tangan kanan.

Jawaban: A

6.    Perhatikan gambar!


Kedua paku ini menjadi magnet batang setelah didekatkan dengan magnet, maka kutub-kutub paku AB dan paku CD adalah....
A. A = selatan, B = Utara, C = Selatan, D = Selatan
B. A = Utara, B = Selatan, C = Utara, D = Selatan
C. A = Selatan, B = Utara, C = Utara, D = Selatan
D. A = Utara, B = Selatan, C = Selatan, D = Utara

pembahasan 
A = Utara
B = Selatan
C = Utara
D = Selatan

7.    .          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

Pembahasan

Gambar pada soal di atas adalah kawat berarus listrik yang berada dalam medan magnet. Peristiwa ini mengakibatkan kawat melengkung atau mengalami gaya magnetik yang dikenal dengan sebutan gaya Lorentz.

Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan tangan kanan berikut ini:   

Sementara itu, arah garis-garis gaya magnet (B) pada magnet batang adalah menuju kutub selatan (S).

              

Nah, mari kita terapkan aturan tangan kanan tersebut pada gambar soal.

·         Mula-mula arahkan empat jari ke arah S atau kanan. 

·         Kemudian arahkan ibu jari ke arah bawah. 

·         Maka akan didapat telapak tangan mengarah ke pembaca atau tegak lurus keluar bidang kertas.

Jadi, arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah tegak lurus keluar bidang kertas (E).

8.         Seutas kawat panjang berarus listrik I. Sebuah titik berjarak a dari kawat tersebut mempunyai induksi magnetik B. Besar induksi magnetik di suatu titik berjarak 3a dari kawat tersebut adalah...
A. 3B
B. 2B
C. B
D. ¹/₂ B
E. ¹/₃ B

Pembahasan
Perbandingan kuat medan magnet antara dua titik di sekitar kawat lurus :

Diketahui :
a₁ = a
a₂ = 3a
B₁ = B

Ditanya : B₂ =.... ?
jawab : 

9.         Suatu kawat berarus listrik 10 A dengan arah ke atas berada dalam medan magnetik 0,5 T dengan membentuk sudut 30^o terhadap kawat. Jika panjang kawat 5 meter, tentukan besarnya gaya Lorentz yang dialami kawat!

Penyelesaian:

Diketahui:

I = 10 A

B = 0,5 T

α = 30^o

l = 5 m

Ditanya:

F = ... ?

F = I.l.B sin α = (0,5)(10)(5) sin 30^o

F = 25(1/2) = 12,5 newton

10.              Jelaskan 3 cara untuk membuat sebatang besi menjadi magnet!
Jawab:
a. Cara menggosok, dilakukan dengan cara menggosokkan ujung magnet kepada batang besi secara berkali-kali dengan arah gosok yang sama.
b. Induksi magnetik, dilakukan dengan membuat magnet dengan cara mendekatkan batang besi kepada magnet. Batang besi akan terinduksi oleh magnet sehingga batang besi menjadi magnet. [adsense1]
c. Arus listrik, caranya dengan membuat lilitan kawat pada sebatang besi, kemudian mengalirkan arus listrik melewati kawat tersebut. Dengan cara ini, selama arus listrik mengalir, batang besi akan bersifat magnetic.