TKA SMA/MA Fisika Interaktif

Listrik Statis, Rangkaian DC, dan Kemagnetan-Induksi – Materi & Latihan TKA Fisika SMA/MA

Analisis Hukum Coulomb, dielektrik kapasitor, analisis loop Kirchhoff rangkaian DC, Gaya Lorentz, Hukum Biot-Savart, Hukum Induksi Faraday, GGL Lenz, dan rangkaian AC RLC seri.

Tujuan Pembelajaran

Menghitung gaya dan potensial elektrostatik serta energi simpanan kapasitor dielektrik.
Menganalisis kuat arus dan tegangan jepit pada rangkaian loop majemuk Hukum Kirchhoff.
Menerapkan Gaya Lorentz pada muatan bergerak dan kawat berarus dalam medan magnet.
Mengevaluasi GGL induksi Faraday, transformator ideal, dan impedansi rangkaian AC RLC.

Materi & Pembahasan Konsep

TKA SMA/MA

Selamat datang di modul Listrik Statis, Arus Searah (DC), dan Elektromagnetisme Lanjut pada TKA Fisika SMA/MA! Modul ini mendalami Hukum Coulomb, potensial dan energi potensial elektrostatik, kapasitor keping sejajar, Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff rangkaian majemuk DC, Gaya Lorentz, Hukum Biot-Savart/Ampere, serta Hukum Induksi Faraday dan Lenz.

1. Elektrostatika & Elektromagnetika

Rangkaian DC & Kapasitor

Hukum Coulomb: F = k q_1 q_2 / r^2; Medan E = k q / r^2.
Kapasitor: C = epsilon_0 A / d; Energi U = 1/2 C V^2.
Hukum Kirchhoff I: Sigma I_masuk = Sigma I_keluar.
Hukum Kirchhoff II: Sigma E + Sigma I R = 0 (analisis loop).

Gaya Lorentz & Induksi Elektromagnetik

Gaya Lorentz muatan: F = q (v x B) -> F = q v B sin(theta).
Gaya Lorentz kawat: F = I L B sin(theta).
Medan kawat lurus: B = mu_0 I / (2 pi a); Solenoida: B = mu_0 n I.
GGL Induksi Faraday: varepsilon = -N (dPhi/dt) = -B L v sin(theta).

Referensi: Kerangka Standar Asesmen TKA Pusmendik Kemendikdasmen RI

Simulasi CBT

Latihan Interaktif (18 Soal)

Penilaian aman & otomatis

Cek Pemahaman

3 Soal

Soal 1 Pilihan Ganda mudah

5 Poin

Dua muatan titik masing-masing +2 mu C dan +8 mu C terpisah pada jarak 6 cm di udara. Sebuah muatan uji q diletakkan pada garis hubung kedua muatan tersebut sehingga gaya elektrostatis total yang dialaminya sama dengan nol. Jarak muatan uji dari muatan +2 mu C adalah...

A 1.5 cm B 2.0 cm C 3.0 cm D 4.0 cm

Soal 2 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Kapasitor keping sejajar dengan dielektrik udara memiliki kapasitansi C_0 dan dihubungkan dengan baterai bertegangan konstan V. Jika di antara kedua keping disisipkan bahan dielektrik dengan konstanta dielektrik K = 3 sementara baterai tetap terhubung, manakah pernyataan berikut yang BENAR? (Pilih dua jawaban benar)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Kapasitansi kapasitor meningkat menjadi 3 kali lipat dari nilai semula (C = 3 C_0). B. Muatan listrik yang tersimpan pada keping bertambah menjadi 3 kali lipat semula. C. Tegangan antara kedua keping berkurang menjadi sepertiga tegangan semula. D. Energi yang tersimpan di dalam kapasitor berkurang menjadi nol.

Soal 3 Benar / Salah sedang

6 Poin

Tentukan kebenaran pernyataan mengenai medan magnet dan Gaya Lorentz berikut (Benar atau Salah).

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Gaya Lorentz tidak pernah melakukan usaha mekanik pada partikel bermuatan yang bergerak karena arah gayanya selalu tegak lurus vektor kecepatan.	Benar	Salah
Sebuah partikel bermuatan positif yang ditembakkan tegak lurus ke dalam medan magnet homogen akan bergerak membentuk lintasan melingkar.	Benar	Salah
Dua kawat lurus panjang sejajar yang dialiri arus listrik dengan arah yang sama akan mengalami gaya interaksi saling tarik-menarik.	Benar	Salah
Sebuah muatan listrik yang diam di dalam medan magnet kuat akan langsung dipercepat searah garis medan magnet.	Benar	Salah

Latihan TKA

10 Soal

Soal 4 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Sebuah rangkaian tertutup satu loop terdiri dari sumber tegangan E_1 = 12 V (hambatan dalam r_1 = 1 Omega), E_2 = 6 V (r_2 = 1 Omega), dan resistor luar R = 4 Omega. Kedua baterai dipasang berlawanan kutub (kutub positif saling berhadapan). Kuat arus listrik yang mengalir dalam rangkaian adalah...

A 0.5 Ampere B 1.0 Ampere C 2.0 Ampere D 3.0 Ampere

Soal 5 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Sebuah kawat penghantar lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 5 Ampere. Besar induksi magnetik pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat tersebut adalah... (mu_0 = 4 pi x 10^-7 Wb/A.m)

A 5 x 10^-6 T B 10^-5 T (10 mu T) C 2 x 10^-5 T D 5 x 10^-5 T

Soal 6 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Sebuah kumparan kawat memiliki 200 lilitan melingkupi fluks magnetik yang berubah terhadap waktu sesuai persamaan Phi(t) = 4t^2 + 2t - 5 (Phi dalam Weber, t dalam sekon). Besar GGL induksi yang timbul pada kumparan saat t = 2 sekon adalah...

A 1.800 Volt B 3.600 Volt C 4.800 Volt D 7.200 Volt

Soal 7 Benar / Salah sedang

6 Poin

Sebuah transformator ideal step-down menurunkan tegangan dari 220 V menjadi 11 V untuk menyalakan lampu 22 Watt. Evaluasi pernyataan berikut (Benar atau Salah).

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Perbandingan jumlah lilitan primer terhadap sekunder adalah 20 : 1.	Benar	Salah
Kuat arus listrik yang mengalir pada kumparan sekunder adalah 2 Ampere.	Benar	Salah
Kuat arus listrik pada kumparan primer bernilai 0.1 Ampere.	Benar	Salah
Transformator step-down memiliki jumlah lilitan kawat sekunder yang jauh lebih banyak daripada lilitan primer.	Benar	Salah

Soal 8 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Sebuah kawat konduktor lurus sepanjang L digerakkan dengan kelajuan konstan v memotong tegak lurus medan magnet homogen B. Tindakan manakah yang dapat MENINGKATKAN besar GGL induksi yang dihasilkan kawat tersebut? (Pilih dua jawaban benar)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Meningkatkan kuat medan magnetik homogen (B). B. Menggerakkan kawat dengan kelajuan (v) yang lebih tinggi. C. Mengurangi panjang efektif kawat konduktor (L). D. Menggerakkan kawat sejajar dengan arah garis-garis medan magnetik.

Soal 9 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Sebuah proton (q = +1.6 x 10^-19 C) bergerak dengan kelajuan 2 x 10^6 m/s tegak lurus memasuki medan magnet homogen B = 0.5 Tesla. Besar gaya magnetik (Gaya Lorentz) yang dialami proton tersebut adalah...

A 0.8 x 10^-13 N B 1.6 x 10^-13 N C 3.2 x 10^-13 N D 6.4 x 10^-13 N

Soal 10 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Tiga buah resistor masing-masing bernilai R_1 = 2 Omega, R_2 = 3 Omega, dan R_3 = 6 Omega dihubungkan secara paralel. Hambatan pengganti total rangkaian paralel tersebut adalah...

A 1 Omega B 2 Omega C 5 Omega D 11 Omega

Soal 11 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Sebuah kawat melingkar dengan radius R = 5 cm memiliki 50 lilitan dialiri arus listrik 2 Ampere. Besar induksi magnetik tepat di titik pusat lingkaran adalah... (mu_0 = 4 pi x 10^-7 Wb/A.m)

A 2 pi x 10^-4 T B 4 pi x 10^-4 T C 8 pi x 10^-4 T D 10 pi x 10^-4 T

Soal 12 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Solenoida panjang L dengan N lilitan dan luas penampang A memiliki induktansi diri L_induktor. Faktor manakah yang jika dinaikkan nilainya akan MENINGKATKAN nilai induktansi diri solenoida tersebut? (Pilih dua jawaban benar)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Jumlah lilitan kumparan solenoida (N). B. Luas penampang rongga solenoida (A). C. Panjang solenoida (l). D. Hambatan listrik kawat tembaga.

Soal 13 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Berdasarkan Hukum Lenz, arah arus induksi elektromagnetik yang timbul pada suatu rangkaian tertutup selalu...

A Searah dengan arah fluks magnetik luar yang melewatinya. B Menghasilkan medan magnetik yang melawan perubahan fluks magnetik yang menimbulkannya. C Selalu mengalir bolak-balik tanpa memedulikan arah kutub magnet. D Menghilangkan seluruh hambatan dalam kawat konduktor.

Tantangan Penalaran

5 Soal

Soal 14 Pilihan Ganda sulit

6 Poin

Dua buah kapasitor C_1 = 3 mu F dan C_2 = 6 mu F dihubungkan secara seri dan diberi beda potensial 90 Volt. Energi listrik total yang tersimpan dalam susunan kapasitor tersebut adalah...

A 4.05 mJ B 8.10 mJ C 12.15 mJ D 16.20 mJ

Soal 15 Pilihan Ganda sulit

6 Poin

Sebuah elektron dipercepat dari keadaan diam melalui beda potensial V_0, kemudian memasuki daerah medan magnet seragam B secara tegak lurus dan berputar dalam orbit melingkar beradius R_1. Jika beda potensial pemercepat dinaikkan menjadi 4 V_0, maka jari-jari orbit lingkaran elektron yang baru menjadi...

A R_1 B 2 R_1 C 4 R_1 D 16 R_1

Soal 16 Benar / Salah sulit

7 Poin

Sebuah rangkaian RLC seri dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik (AC) berfrekuensi sudut omega. Nilai hambatan R = 40 Omega, reaktansi induktif X_L = 80 Omega, dan reaktansi kapasitif X_C = 50 Omega. Evaluasi kondisi rangkaian AC ini (Benar atau Salah).

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Impedansi total rangkaian RLC seri tersebut bernilai 50 Ohm.	Benar	Salah
Rangkaian bersifat induktif di mana tegangan mendahului arus listrik sebesar beda sudut fase phi.	Benar	Salah
Faktor daya (power factor) rangkaian bernilai cos(phi) = 0.8.	Benar	Salah
Rangkaian tersebut sedang berada dalam keadaan resonansi listrik seri.	Benar	Salah

Soal 17 Pilihan Ganda Kompleks sulit

6 Poin

Suatu batang logam bermassa m dan panjang L dapat meluncur bebas tanpa gesekan di atas dua rel konduktor horizontal yang berjarak L dalam medan magnet homogen B tegak lurus ke atas. Jika batang ditarik dengan gaya konstan F_luar hingga mencapai kecepatan terminal konstan v_ter, hubungan kuantitatif manakah yang terbukti benar? (Resistansi loop adalah R)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Kecepatan terminal batang logam berbanding lurus dengan gaya luar penarik dan resistansi loop (v_ter = F_luar * R / (B^2 * L^2)). B. Laju usaha yang dilakukan gaya luar penarik tepat sama dengan laju disipasi energi kalor listrik pada hambatan loop. C. Kecepatan batang akan terus bertambah dipercepat tanpa henti hingga mencapai tak hingga. D. GGL induksi pada batang akan bernilai nol setelah kecepatan terminal tercapai.

Soal 18 Pilihan Ganda sulit

6 Poin

Sebuah toroida dengan 500 lilitan memiliki jari-jari efektif rata-rata 20 cm. Jika arus yang mengalir pada kawat toroida adalah 4 Ampere, besar energi per satuan volume (rapat energi u_B) yang tersimpan di dalam medan magnet toroida adalah... (mu_0 = 4 pi x 10^-7 Wb/A.m)

A 2.5 / pi J/m^3 B 5.0 / pi J/m^3 (sekitar 1.59 J/m^3) C 10.0 / pi J/m^3 D 20.0 / pi J/m^3

Sudah Selesai Mengerjakan?

Pastikan semua soal telah kamu jawab sebelum melihat skor dan pembahasan.

« Topik Sebelumnya Gelombang Bunyi, Gelombang Cahaya, dan Optik Fisis Topik Berikutnya » Fisika Modern, Relativitas Khusus, Teori Kuantum, dan Fisika Inti

Nomor Soal

0 / 18

• Belum • Terjawab • Ragu

Ke Atas Soal

Tes Kemampuan Akademik SMA/MA • Fisika Gratis & Otomatis