10 Soal & Pembahasan Listrik Statis (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda

Sebelumnya, kita telah membahas 10 soal listrik statis (bagian 2). Kita akan lanjutkan 10 soal listrik statis (bagian 3). Berikut soal dan pembahasan listrik statis.

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

CATATAN : Pada energi potensial listrik (Ep) dan potensial listrik (P) tanda muatan diikutkan dalam hitungan karena tidak perlu arah. Sedangkan pada gaya listrik (F) dan medan listrik (E), tanda muatan tidak diikutkan karena kita dapat menentukan arah secara langsung (tarik-menarik/ tolak menolak/ keluar/ masuk).

Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.

21. Empat muatan ada di tiap sudut-sudut persegi, seperti pada gambar!

Jika O adalah titik potong diagonal, maka besarnya potensial pada titik O adalah...

A. 0 volt

B. 9 volt

C. 18 volt

D. 24 volt

E. 36 volt

Pembahasan :

klik gambar untuk melihat lebih baik

Jawaban A. 0 volt

22. Empat muatan listrik di letakkan di empat sudut sebuah persegi panjang seperti gambar berikut.

Jika titik P berada di tengah antara muatan 6 mikroC dan 3 mikroC, besar potensial listrik di P adalah...

A. -8,1 x 10⁵ volt

B. -2,4 x 10⁵volt

C. 0 volt

D. 2,4 x 10⁵volt

E. 8,1 x 10⁵volt

Pembahasan :

klik gambar untuk melihat lebih baik

Jawaban A. -8,1 x 10⁵ volt

23. Tiga buah muatan masing-masing q₁ = 2 mikroC, q₂ = -4 mikroC, dan q₃ = 3 mikroC memiliki posisi seperti pada gambar.

Tiga buah muatan masing-masing q1 = 2 mikroC, q2 = -4 mikroC, dan q3 = 3 mikroC memiliki posisi seperti pada gambar.

Nilai energi potensial listrik pada muatan q₁adalah...

A. 1,2 x 10^-1Joule

B. 2,4 x 10^-1Joule

C. -3,2 x 10^-1Joule

D. 0Joule

E. -1,8 x 10^-1Joule

Pembahasan :

klik gambar untuk melihat lebih baik

Jawaban A. 1,2 x 10^-1Joule

24. Sebuah partikel debu massanya 2 gram, diberi muatan sebesar 10^-12C. Kuat medan listrik yang diperlukan untuk menahan benda tersebut terapung di udara adalah... (g = 9,8 m/s²)

A. 20 x 10⁹ N/C

B. 1,96 x 10¹⁰ N/C

C. 1,96 x 10¹⁵ N/C

D. 4,9 x 10⁹ N/C

E. 1,9 x 10⁹ N/C

Pembahasan :

klik gambar untuk melihat lebih baik

Jawaban B. 1,96 x 10¹⁰ N/C

25. Dua keping sejajar dengan jarak 0,5 cm diberi muatan yang berbeda, sehingga beda potensialnya 10⁴V.

Jika besar muatan elektron 1,6 x 10^-19 N, maka besar dan arah gaya Coulomb pada elektron yang terletak diantara keping...

A. 0,8 x 10^-7 N ke atas

B. 0,8 x 10^-7 N ke bawah

C. 3,2 x 10^-13 N ke atas

D. 3,2 x 10^-13 N ke bawah

E. 12,5 x 10^-24 N ke atas

Pembahasan :

Jika besar muatan elektron 1,6 x 10-19 N, maka besar dan arah gaya Coulomb pada elektron yang terletak diantara keping

klik gambar untuk melihat lebih baik

Jawaban C. 3,2 x 10^-13 N ke atas

26. Usaha untuk memindahkan muatan listrik 10 C dari potensial 100 V ke potensial 200 V adalah...

A. 1000 erg

B. 1000 J

C. 3000 erg

D. 200 erg

E. 2000 J

Pembahasan :

W = q. deltaV = 10.(200-100) = 1000 Joule

Jawaban B

27. Sebuah bola konduktor berjari-jari 9 cm diberi muatan 6 mikroC. Besar kuat medan listrik dan potensial listrik pada titik yang berjarak 3 cm dari pusat bola adalah...

A. sama-sama nol

B. E = 0 ; V = 6 x 10⁵ volt

C. E = 6 x 10⁷ N/C ; V = nol

D. E = 6 x 10⁷ N/C ; V = 6 x 10⁵ volt

E. E = 6 x 10⁷ N/C ; V = 18 x 10⁵ volt

Pembahasan :

Kuat medan listrik

d (jarak) < r (jari-jari), E = 0

d (jarak) = r (jari-jari), E = kq/r² (maksimal)

d (jarak) > r (jari-jari), E = kq/d² (mengecil)

Potensial listrik

d (jarak) < r (jari-jari), V = kq/r (maksimal)

d (jarak) = r (jari-jari), V = kq/r (maksimal)

d (jarak) > r (jari-jari), V = kq/d (mengecil)

Jadi, nilai E pada soal pasti nol karena jarak 3cm itu kurang dari jari-jari. Sedangkan, nilai V dapat dihitung dengan cara

Jawaban B

28. Sebuah elektron dengan massa 9,11 x 10^-31 kg dan muatan listrik -1,6 x 10^-19 C, lepas dari katode menuju anode yang jaraknya 2 cm. Jika kecepatan awal elektron 0 dan beda potensial antara anode dan katode 200 volt, maka elektron akan sampai di anode dengan kecepatan...

A. 2,3 x 10⁵ m/s

B. 8,4 x 10⁶ m/s

C. 2,3 x 10⁷ m/s

D. 3 x 10⁷ m/s

E. 2,4 x 10⁸ m/s

Pembahasan :

Sebuah elektron dengan massa 9,11 x 10-31 kg dan muatan listrik -1,6 x 10-19 C, lepas dari katode menuju anode yang jaraknya 2 cm. Jika kecepatan awal elektron 0 dan beda potensial antara anode dan katode 200 volt

klik gambar untuk melihat lebih baik

Jawaban B

29. Kapasitor terpasang seperti pada gambar. Jika besar muatan yang tersimpan pada C3 540 mikroC, maka

1.) Muatan yang tersimpan C1 = 240 mikroC

2.) Beda potensial ujung-ujung C2 = 60 volt

3.) Beda potensial AB = 60 volt

4.) Jumlah muatan total 360 mikroC

Kapasitor terpasang seperti pada gambar. Jika besar muatan yang tersimpan pada C3 540 mikroC, maka

Penyataan yang benar adalah...

A. Pernyataan 1 dan 3 saja yang benar

B. Pernyataan 1, 2, dan 4 benar

C. Pernyataan 1, 2, dan 3 benar

D. Pernyataan 2, 3, dan 4 benar

E. Pernyataan 1 dan 2 saja yang benar

Pembahasan :

klik gambar untuk melihat lebih baik

Jawaban C

30. Sebuah kapasitor dengan kapasitansi 2 x 10^-5 F yang pernah dihubungkan untuk beberapa saat lamanya pada beda potensial 500 volt. Kedua ujungnya dihubungkan dengan ujung-ujung sebuah kapasitor lain dengan kapsitansi 3 x 10^-5 F yang tidak bermuatan. Energi yang tersimpan di dalam kedua kapasitor adalah..

A. 0,25 J

B. 0,50 J

C. 1,00 J

D. 1,25 J

E. 1,50 J

Pembahasan :