10 Soal & Pembahasan Listrik Statis (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda

Sebelumnya, kita telah membahas 10 soal listrik statis (bagian 1). Kita akan lanjutkan 10 soal listrik statis (bagian 2). Berikut soal dan pembahasan listrik statis.

Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Listrik Statis (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.

11. Dua buah partikel A dan B masing-masing bermuatan +20 muC dan +45 muC terpisah pada jarak 15 cm. Jika C adalah titik diantara A dan B sedemikian, sehingga medan di C sama dengan nol, letak C dari A adalah. . .

a. 6 cm dari muatan A

b. 5 cm dari muatan A

c. 9 cm dari muatan A

d. 10 cm dari muatan A

e. 7 cm dari muatan A

Pembahasan :

klik gambar untuk melihat lebih baik

Saat sebuah muatan diletakkan di antara muatan sejenis kita akan menemukan satu titik yang tidak mengalami medan listrik. Jawaban A.

12. Perhatikan gambar di bawah ini!

Besar dan arah medan listrik di titik A adalah . . .

a. 9,0 x 10⁷ N/C ke kiri

b. 7,5 x 10⁷ N/C ke kanan

c. 7,2 x 10⁷ N/C ke kiri

d. 6,0 x 10⁷ N/C ke kanan

e. 5,4 x 10⁷ N/C ke kiri

Pembahasan :

klik gambar untuk melihat lebih baik

Medan listrik total mengarah ke q2 dengan ilustrasi arah kuat medan seperti pada gambar. Jawaban B.

13. Bola bermuatan 0,5 mC (5 x 10^-7 C) dan bermassa 1 gram (1 x 10^-3 kg) tergantung pada tali dengan sudut θ (tan θ = ¾) seperti pada gambar. Bola dalam keadaan setimbang (diam). Besar kuat medan listrik pada bola adalah . . .

a. 3/10 x 10⁵ N/C

b. 3/20 x 10⁵ N/C

c. 9/20 x 10⁷ N/C

d. 9/25 x 10⁷ N/C

e. 6/35 10⁷ N/C

Pembahasan :

Bola bermuatan berada dalam keadaan setimbang berarti dia diam di tempat.

Bola bermuatan 0,5 mC (5 x 10-7 C) dan bermassa 1 gram (1 x 10-3 kg) tergantung pada tali dengan sudut θ (tan θ = ¾) seperti pada gambar.

-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Jawaban B.

14. Usaha untuk memindahkan muatan sebesar 15 muC (1x10^-5 C)dari potensial listrik 125 V menuju ke potensial listrik 250 V adalah . . .

a. 1,857 x 10^-6 J

b. 1,006 x 10^-6 J

c. 1,045 x 10^-6 J

d. 1,875 x 10^-6 J

e. 1,925 x 10^-6 J

Pembahasan :

W = ΔE_p

W = (E_p2-E_p1)

W = (V₂ x q₂)-(V₁ x q₂)

W = q₂ (V₂-V₁)

W = 15 x 10^-5 (250-125)

W = 1875 x 10^-6 J = 1,875 x 10^-6 J

Jawaban D.

15. Sebuah proton bermuatan + 1,6 x 10^-19 C digerakkan menuju sebuah inti uranium yang bermuatan + 1,47 x 10^-17 C, jika jarak awal keduanya 6 x 10^-11 m dan jarak akhir adalah 2 x 10^-11 m. Usaha yang dilakukan oleh proton adalah . . .

a. 6,056 x 10^-15 J

b. 6,20 x 10^-15 J

c. 6,00 x 10^-16 J

d. 7,80 x 10^-16 J

e. 7,06 x 10^-16 J

Pembahasan : Rumus

W = ΔE_p

W = (E_p2-E_p1)

W = k.q₁q₂(1/r₂-1/r₁)

W = (9 x 10⁹)(1,47 x 10^-17)(1,6 x 10^-19)((1/(2 x 10^-11))-(1/6 x 10^-11))

W = (9 x 10⁹)(2,352 x 10^-37)(2/0,6 x 10^-11)

W = 70,56 x 10^-17 J =7,056 x 10^-16 J = 7,06 x 10^-16J

Jawaban D.

16. Perhatikan gambar di bawah ini!

Empat buah muatan terletak pada sebuah persegi dengan panjang sisi r. Resultan potensial listrik di pusat (titik P) adalah . . .

a. 8 akar(2) kq/r

b. 6 akar(2) kq/r

c. 4 akar(2) kq/r

d. 2 akar(2) kq/r

e. 0

Pembahasan :

klik gambar untuk melihat lebih baik

Jawaban D.

17. Titik A dan B berturut-turut berada pada jarak 25 cm dan 5 cm dari muatan +10 muC. Beda potensial antara kedua titik terbesar . . .

a. 1,16 x 10⁶ volt

b. 1,20 x 10⁶ volt

c. 1,36 x 10⁶ volt

d. 1,44 x 10⁶ volt

e. 1,58 x 10⁶ volt

Pembahasan :

Vtotal = V_B- V_A

Vtotal = k.q/r_B- k.q/r_A

Vtotal = k.q(q/r_B- q/r_A)

Vtotal = k.q(1/r_B- 1/r_A)

Vtotal = (9 x 10⁹).(10 x 10^-6)(1/(5 x 10^-2)- 1/(25 x 10^-2))

Vtotal = (9 x 10⁹).(10 x 10^-6)(5/(25 x 10^-2)- 1/(25 x 10^-2))

Vtotal = (9 x 10⁹).(10 x 10^-6)(4/(25 x 10^-2))

Vtotal = (9 x 10⁹).(1 x 10^-5)(4/(25 x 10^-2))

Vtotal = 1,44 x 10⁶volt. Jawaban D.

18. Sebuah bola konduktor memiliki jari-jari 10 cm bermuatan 60 muC. Kuat medan listrik pada permukaan bola adalah . . .

a. 5,4 x 10⁷N/C

b. 4,2 x 10⁷N/C

c. 3,5 x 10⁷N/C

d. 2,5 x 10⁷N/C

e. 7,2 x 10⁷N/C

Pembahasan :

Medan listrik pada sebuah bola konduktor pada jarak kurang dari jari-jarinya adalah nol. Tetapi, jika pada permukaan bola, maka nilainya adalah k.q/r².

E = (9 x 10⁹).(20 x 10^-6)/(10 x 10^-2)²

E = (9 x 10⁹).(60 x 10^-6)/(100 x 10^-4)

E = 5,4 x 10⁷

Jawaban A.

19. Sebuah bola konduktor dengan jari-jari r yang berisi muatan q. Berikut pernyataan terkait kuat medan listrik nya adalah . .

a. kuat medan listrik di dalam bola konduktor adalah kq/r²

b. kuat medan listrik pada permukaan bola adalah nol

c. kuat medan listrik pada jarak 1,5 r dari permukaan adalah kq/2,25 r²

d. potensial listrik di dalam bola konduktor adalah nol

e. potensial listrik di permukaan bola konduktor adalah kq/r

Pembahasan :

Pernyataan a seharusnya nol (bukan kg/r²). Pernyataan b seharusnya bukan nol. Pernyataan c seharusnya kq/6,25 r². Pernyataan d seharusnya bukan nol. Pernyataan e benar. Jawaban E.

20. Proton yang bergerak dari keping A ke keping B, memperoleh kecepatan 2 x 10^-5 m/s. Jika antara dua keping vakum, d = 1 cm, massa proton 1,6 x 10^-27 kg dan muatan proton 1,6 x 10^-19 C. Beda potensial keping sejajar tersebut adalah. . .