LISTRIK STATIS SMA (soal dan pembahasan)
SOAL DAN PEMBAHASAN LISTRIK STATIS
1. Diketahui muatan listrik Q1 positif dan Q2 negatif……
(1) muatan Q1menarik muatan Q2
(2) gaya coulomb sebanding dengan Q1 dan Q2
(3) gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara Q1 dan Q2
(4) kuat medan listrik di tengahtengah antara Q1 dan Q2 nol
yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4 d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3 e. 4
jawab: b
2. Dua muatan titik yang sejenis dan sama besar qA = qB =10 –2 C pada jarak10 cm satu dari yang lain. Gaya tolak yang dialami kedua mua-tan itu (dalam Newton) adalah ....
a. 9.10–14 d. 9.103
b. 9.10–9 e. 9.107
c. 9.10–5
jawab: e
3. Sebuah benda bermassa 20 gram dan bermuatan q = + 0,5 μC digantungkan pada seutas tali ringan yang massanya dapat diabaikan. Tepat di sebelah kanan benda pada jarak 15 cm diletakkan muatan q’ = -1 μC yang menyebabkan posisi benda menjadi seperti gambar di bawah. Jika g = 10 ms–2 dan k = 9.109 Nm²C, tegangan pada tali dekat pada harga (dalam newton )
a. 0,20
b. 0,24
c. 0,28
d. 0,32
(1) besarnya muatan
(2) jaraknya dari muatan
(3) jenis muatan
(4) jenis medium antara muatan dan titik
yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4 d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3 e. 4
c. 1 dan 3
jawab: A
jawab: A
5. Dua muatan titik berjarak 5 cm terlihat seperti gambar.
Besar medan listrik di titik P adalah....
b. 72 N/C e. 720 N/C
6. Sebuah partikel bermassa 0,3 gr diikat dengan benang tak bermassa. Kemudian dimasukkan ke dalam daerah bermedan listrik 500 N/C dan digantungkan ternyata membentuk sudut seperti pada gambar di bawah. Keadaan ini bisa terjadi apabila partikel itu bermuatan (dalam μC) sebesar
a. 1
b. 3
c. 3√ 2
d. 6
e. 6
7. Dua buah partikel A dan B masingmasing bermuatan +20 μC dan +45 μC terpisah dengan jarak 15 cm. Jika C adalah titik yang terletak di antara A dan B sedemikian sehingga kuat medan di C sama dengan nol. letak C dari A (dalam cm) adalah….
a. 2 b. 3 c. 4 d. 6 e. 9
jawab: D
jawab: D
8. Pada setiap titik sudut sebuah segitiga sama sisi dengan sisi terdapat muatan positif q. Kuat medan dan potensial listrik di pusat segitiga ini, dengan k sebagai tetapan, berturut-turut adalah….
a. ½ k q dan 0 d. 0 dan k q
b. ½ k q dan k q e. 0 dan k q
c. k q dan k q
9. Sebuah bola konduktor berjari – jari 9 cm diberi muatan 6 mC. Besar kuat medan listrik dan potensial listrik pada titik yang berjarak 3 cm dari pusat bola adalah ....
a. sama – sama nol
b. E = nol, V = 6. 105 volt
c. E = 6. 107N/C, V = nol
d. E = 6. 107N/C, V = 6. 105 volt
e. E = 6. 107N/C, V = 18. 105 volt
jawab: B
10. Sebuah bola konduktor diberi muatan Q = 3 μC. Diameter bola 20 cm. Jika muatan kecil q = 2 μC ingin dipindahkan dari permukaan bola ke titik yang berjarak 5 cm dari pusat bola maka diperlukan usaha sebesar….
a. 2500 joule d. 25 joule
b. 1300 joule e. nol
c. 500 joule
jawab: E
11. Dua keping logam yang sejajar dan jaraknya 0,5 cm satu dari yang lain diberi muatan listrik yang berlawanan(lihat gambar) hingga beda potensial10000 Volt. Bila muatan elektron adalah 1,6 x 10-19 C maka besar dan arah gaya coulomb pada sebuah elektron yang ada diantara kedua keping adalah .…
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 1024 N ke atas
jawab: c
w = F . S
W = ΔEp
F.S = V.q
F.r = V.q
F.0,5.10-2 = 10000. 1,6.10-19
F = 3,2 . 10-13 N ke atas karena muatan positif
12. Sebuah elektron (muatan –1,6 x 10-19 C) bergerak dari suatu titik dalam ruang ke titik lain yang potensialnya1 V lebih tinggi. Energi kinetik yang diperoleh elektron dalam perpindahan kedudukan itu dapat dinyatakan sebagai..
(1) 1,6 x 10-19 Joule
(2) 1 elektron volt
(3) 1,6 x 10-19 coulomb volt
(4) 1 volt ampere
yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4 d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3 e. 4
c. 1 dan 3
jawab: B
w = F.S
W = ΔEk
1, 2, 3 benar
13. Sebuah elektron dengan massa 9,11x10 –31 kg dan muatan listrik –1,6 x10-19 C, lepas dari katode menuju ke anode yang jaraknya 2 cm. Jika kecepatan awal elektron 0 dan beda potensial antara anode dan katode 200 V, maka elektron akan sampai dianode dengan kecepatan ....
a. 2,3 x 105 m/s d. 3 x 107 m/s
b. 8,4 x 106 m/s e. 2,4 x 108 m/s
c. 2,3 x 107 m/s
jawab;
W = V.q
W = ΔEk
V.q = ΔEk
200.1,6.10-19 = ½ m. V2
3,2.10-17 = ½ . 9,11.10-31 . v2
V = 8,4 . 106
14. Kapasitas kapasitor dapat diperkecil dengan cara-cara sebagai berikut ....
(1) ruang antar lempeng diisi minyak
(2) dengan pasangan seri beberapa kapasitor
(3) jarak kedua lempeng diperkecil
(4) luas lempengnya diperkecil.
yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4 d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3 e. 4
c. 1 dan 3
jawab: d
15. Tiga buah kapasitor identik yang mula-mula belum bermuatan akan dihu-bungkan dengan baterai 15 V. Bila hanya salah satunya saja yang dihubungkan dengan baterai 15 V tersebut, energi yang tersimpan dalam kapasitor adalah 3/2E. Energi yang akan tersimpan bila ketiga kapasitor tadi dihubungkan seri dengan baterai adalah ….
a. ¼ E d. 2 E
b. ½ E e. 4 E
c. E
jawab: b
cseri = 1/3 C
E2 = 1/3 . 3/2 E
E2 = ½ E
16. Tiga kapasitor A, B, dan C masingmasing berkapasitas 4F, 6F, dan 12F disusun seri kemudian dihubungkan dengan tegangan 90V. Apabila muatan listrik masing-masing kapasitor qA, qB, dan qC maka …
a. qC = 3 x qA d. qC = 1/3 x qA
b. qA < qB < qC e. qA = qB = qC
c. qB = 0
jawab: E
17. Tiga buah kapasitor masing-masing 6 μF, 12 μF dan 4 μF dirangkai seri kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 8 volt.Tegangan pada kapasitor 4 μF dalah .…
a. 8,0 volt d. 1,5 volt
b. 4,0 volt e. 0,5 volt
c. 2,0 volt
1. Dua kapasitor dengan kapasitas C1 = 30 pF dan C2 = 60 pF dihubungkan seri, lalu dipasang pada tegangan listrik 100 V, seperti pada gambar. Bila muatan listrik dan beda potensial pada masing-masing kapasitor adalah : Q1, Q2, V1 dan V2 maka….
(1). Q1 = 2 x 10-9 C
(2). Q2 = 2 x 10-9 C
(3). V1 = 66,7 V
(4). V2 = 33,3 V
pernyataan yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4 d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3 e. 4
c. 1 dan 3
jawab: 1,2 ,3, 4 benar
19. Sebuah kapasitor dengan kapasitansi 2.10-5 F yang pernah dihubungkan untuk beberapa saat lamanya pada beda potensial 500 V. Kedua ujungnya dihubungkan dengan ujung-ujung sebuah kapasitor lain dengan kapasitansinya 3.10-5 F yang tidak bermuatan. Energi yang tersimpan di dalam kedua kapasitor adalah ….
a. 0,25 J d. 1,25 J
b. 0,50 J e. 1,50 J
c. 1,00 J
JAWAB:
E = ½ C V2
E = ½ 5.10-55002
E = 1,25 Joule