bab medan dan potensial listrik

1
BAB
MEDAN DAN POTENSIAL LISTRIK
I. SOAL PILIHAN GANDA
01. Sebuah benda netral ditarik oleh sebuah
benda bermuatan karena…
A. muatan benda netral didistribusi ulang
B. muatan benda netral hilang ke
lingkungan
C. muatan total benda netral diubah oleh
induksi
D. muatan benda netral diubah oleh
konduksi
E. muatan benda netral diubah oleh
polarisasi
02. Jumlah kelebihan electron pada sebuah
konduktor bola yang memiliki muatan -6,4 ×
10-17 coulomb adalah kira-kira…
A. 1024
B. 512
C. 400
D. 40
E. 4
03. Dua muatan titik yang sama berjarak r di
udara mengalami gaya Coulomb 10 N. Jika
muatan titik itu berada pada medium dengan
permitivitas relatif 0 = 4 dan jaraknya
menjadi ¼ r, maka gaya Coulombnya
menjadi…
A. 5 N
B. 10 N
C. 20 N
D. 40 N
E. 160 N
04. Dua benda bermuatan +q1 dan +q2 berjaraj r
satu sama lain. Bila jarak diubah-ubah maka
grafik yang menyatakan hubungan gaya
interaksi kedua muatan F dengan r ialah…
A. 1
B. 2
C. 4
D. 6
E. 9
05. Jika dua buah muatan sama besar yang
terpisah sejauh 8,0 cm memberikan gaya
Coulomb 5,625 N maka besar masingmasing
muatan
adalah
(dalam
mikrocoulomb)…
A. 1,0
B. 1,8.
C. 2,0.
D. 2,4.
E. 4,0.
06. Muatan A dan B terpisah 2,0 m, muata A
adalah +1,0 C, dan muatan B adalah +2,0 C.
Muatan C (+2,0 C) diletakkan diantara
keduanya pada suatu titik tertentu, sehingga
gaya pada C adalah nol. Berapa jauh muatan
C itu dari muatan A?
A. 1,0 m
B. 0,83 m
C. 0,67 m
D. 0,50 m
E. 0,36 m
07. Dua buah muatan positif yang terpisah pada
jarak 3,00 m saling tolak menolak dengan
gaya Coulomb 3,75 N. Jika jumlah kedua
muatan itu adalah 1,75 × 10-4 C, maka besar
masing-masing muatan adalah …(dalam
mikrocoulomb)
A. 50 dan 100
B. 25 dan 150
C. 25 dan 125
D. 50 dan 125
E. 75 dan 100
08. Pada gambar dismping ini, besar komponen
horizontal gaya listrik yang bekerja pada titik
kiri bawah persegi adalah…
-q
-q
http://atophysics.wordpress.com
2
kq 2
A. a 2 2 + 2
(
B.
C.
D.
E.
F.
kq 2
a2
kq 2
2a 2
kq 2
2a 2
kq 2
2a 2
)
12. Diagram berikut menampilkan dua keping
sejajar bermuatan.
Kuat medan listrik relatif terhadap titik-titik
A, B, dan C adalah….
A. Lebih besar di A daripada di B
B. Lebih besar di C daripada di B
C. Lebih besar di B daripada di C
D. Sama di A, B, dan C
E. Sama di A dan C dan lebih besar
daripada di B
(4 − 2 )
(6 + 2 )
(8 + 2 )
(10 − 2 )
09. Kuat medan listrik di suatu titik P yang
ditimbulkan oleh bsebuah muatan q
(1) arahnya menjauhi q bila q positif,
menuju q bila q negatif.
(2) berbanding langsung dengan q
(3) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
OP
(4) arahnya sama dengan gaya Coulomb
pada muatan q’ di P bila q positif, dan
berlawanan dengan gaya Coulomb
tersebut bila q negative
Pernyataan yang benar adalah…
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4) saja
E. (1), (2), (3), dan (4)
10. Pada titik manakah besar medan listrik sama
dengan nol?
A. A
B. B.
C. C
D. D
E. E
13. Perhatikan gambar diatas, bila q1 = q2 =
10 C dan konstanta k = 9 × 109 N m2 C-2,
maka besar dan arah kuat medan listrik di
titik P adalah
A. 7,5 × 107 N/C menuju q1
B. 7,5 × 107 N/C menuju q2
C. 5,5 × 107 N/C menuju q1
D. 2,5 × 107 N/C menuju q1
E. 7,5 × 107 N/C menuju q2
14. Dua buah partikel A dan B masing-masing
bermuatan listrik +20 C dan +45 C terpisah
dengan jarak 15 cm. Jika C adalah titik yang
terletak di antara A dan B sedemikian
sehingga medan di C sama dengan 0, maka
letak C dari A (dalam cm) adalah…
A. 2
B. 3
C. 4
D. 6
E. 9
15. Muatan +q diletakkan pada titik-titik sudut
sebuah segitiga sam sisi. Kuat medan listrik
di pusat segitiga O adalah…
11. Anak panah yang terbaik menampilkan arah
kuat medan listrij pada titik A adalah….
(1)
A.
B.
C.
D.
E.
(2) (3) (4)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(5)
1
Q
4πε ο R 2
1 Q
B.
.
4πε ο R
A.
C. Nol
http://atophysics.wordpress.com
3
1
Q
4πε ο R 3
1 3Q
E.
4πε ο R 2
D.
16. Kuat medan listrik dalam suatu lampu eon
tertentu adalah 5.000 V/m. Besar percepatan
yang dialami sebuah ion neon bermassa
3,3 × 10-26 kg dan bermuatan +e (e = 1,6 ×
10-19 C) adalah….(dalam m/s2)
A. 1,8 × 108
B. 3,6 × 108
C. 6,6 × 108
D. 2,4 × 108
E. 3,2 × 108
17. Sebuah bola yang dilapisi denghan cat
konduksi memiliki
R2+ L2
massa 5,0 × 10-3 kg
E
dan memiliki muatan
4,0 mikrocoulomb. Berapa kuat medan listrik
berarah keatas yang akan mengimbangi berat
bola? (g= 10 m/s2)
A. 8,2 × 102 N/C
B. 1,2 × 104 N/C
C. 2,0 × 10-2 N/C
D. 4,1 × 10-4 N/C
E. 5,1 × 106 N/C
20. Sebuah tetes minyak bermassa m dan
membawa muatan q berada diantara
sepasang konduktor keping sejajar. Tiap
keping memiliki luas A dan jarak pisah d .
Beda potensial V diberikan di antara kedua
keping. Gaya pada tetes minyak karena
medan listrik dapat dihitung dari…
A. V, q, dan d
B. V, q, dan A
C. V, m, dan d
D. q, m, dan d
E. q, m, dan A
21. Sebuah silinder dengan jari-jari R dan
panjangnya L diletakkan dalam suatu medan
listrikserba sama E, yang berarah sejajar
dengan poros silinder. Fluks total untuk
permukaan silinder adalah….
A. 4 R2 E
B. 2 R2 E
C. R2 E
D. 2 R2 E
E. 0
22. Diagram di bawah ini menampilkan suatu
muatan uji positif di dekat sebuah bola
bermuatan positif.
18. Sebuah electron dengan kelajuan 3,00 × 106
m/s bergerak memasuki suatu medan listrik
homigen 1.000 N/C. Medan listrik searah
dengan gerak electron. Berapa jauh electron
itu bergerak sebelum berhenti? (me = 9,11 ×
10-31 kg, qe = 1,60 × 10-19 C)
A. 2,56 cm
B. 5,12 cm
C. 11,2 cm
D. 3,34 m
E. 6,68 m
19. Sebuah bandul bermassa m dengan muatan q
digantungkan pada seutas tali yang
panjangnya l yang ada di dalam sebuah
kapasitor keping sejajar yang kuat medan
listriknya E berarah vertical ke bawah.
Periode getaran dari bandul ini adalah
A. 12
B. 15.
C. 15
D. 10.
E. 14
Kenaikan energi potensial listrik paling besar
di alami muatan uji jika muatan uji
dipindahkan ke titik…
A. P
B. Q
C. R
D. S
E. T
23. Sebuah muatan 3,0 C diam di titik X dalam
suatu medan listrik homogen 5,0 V/m.
Muatan itu kemudian digerakkkan 3,0 m
sejajar medan kemudian tegak lurus medan
http://atophysics.wordpress.com
4
untuk sampai titik Y. Perubahan energi
potensial yang dialami muatan diantara X
dan Y adalah……(dalam mikrojoule)
A. 5,0
B. 15.
C. 45
D. 60
E. 105
24. Elektron pada tabung televisi ditembakkan
ke layar dengan beda potensial 12.000 volt.
Jika 0,5 % energi yang diterima layar diubah
menjadi panas maka kalor yang diterima
layer dari setiap electron adalah…
A. 60 eV
B. 120 eV
C. 240 eV
D. 320 eV
E. 480 eV
25. Gambar dibawah ini menunjukkan empat
susunan dari muatan titik.
Potensial listrik total paling besar yang
dihasilkan oleh kedua muatan di titik P
adalah susunan…
A. (1)
B. (2)
C. (3).
D. (4).
E. (1) dan (4).
26. 1.000 tetes kecil masing-,asing bermuatan q
dan jari-jari r dikumpulkan bersama untuk
membentuk sebuah tetes besar. Potensial dari
tetes besar lebih tinggi daripada potensial
tetes kecil oleh factor pengali….
A. 10.000
B. 1.000
C. 100
D. 10
E. 1
27. Sebuah elektron yang mla-mula rehat,
kemudian bergerak melalui beda potensial
1500 V. Jika massa electron 9,11 × 10-31 kg
dan muatannya -1,6 × 10-19 C, maka energi
potensialnya akan turun sebesar….(eV)
A. 16,3 × 104
B. 3,3 × 103
C. 1500
D. 9,11 × 102
E. 6,12 × 102
28. Partikel bermassa m dan bermuatan q
bergerak dalam medan partikel lain yang
diam dan bermuatan Q. Untuk partikel itu
(1) gayanya merupakan gaya sentral
(2) energinya potensialnya tetap
(3) gayanya konservatif
(4) energi kinetiknya tetap
Pernyataan yang benar adalah
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4) saja
E. (1), (2), (3), dan (4)
29. Dua buah electron dengan e = 1,6 × 10-19 C
dan m = 9,1 × 10-31 kg dilepaskan dari
keadaan diam pada saat berjarak antara 2 ×
10-14 m. Kecepatan electron itu ketika
keduanya berjarak antara 5 × 10-14 m
adalah…(dalam 108 m/s)
A. 0,02
B. 0,2
C. 0,3.
D. 0,50
E. 0,84
30. Permitivitas ruang hampa = 8,85 × 10-12
C2/Nm2. Sebuah konduktor bola dengan jarijari 0,1 m membawa suatu muatan positif 104
C. Sebuah partikel P dengan massa 2 × 10-5
kg membawa muatan negative 10-10 C
dibebaskan dari keadaa diam pada jarak 1 m
dari pusat bola. Jika gaya akibat gravitasi
diabaikan, kecepatan P ketika menabrak
permukaan bola adalah
A. 2,8 ms-1
B. 9,0 ms-1
C. 29,8 ms-1
D. 81,0 ms-1
E. 890 ms-1
http://atophysics.wordpress.com