Contoh soal induksi magnetik dan pembahasannya

Postingan ini membahas contoh soal induksi magnetik disekitar kawat lurus panjang, dipusat kawat melingkar, selenoida dan kawat sejajar yang disertai pembahasannya atau penyelesaiannya. Induksi magnetik merupakan salah satu materi pelajaran fisika SMA kelas 12 IPA.

Contoh soal 1

Sebuah kawat lurus dialiri arus listrik 5 A seperti gambar (µo = 4π x 10-7 Wb/A.m) Besar dan arah induksi magnetik dititik P adalah..

A. 4 x 10-5 T ke kanan.
B. 4 x 10-5 T ke kiri.
C. 5 x 10-5 T tegak lurus menuju bidang kertas.
D. 5 x 10-5 T tegak lurus menjauhi bidang kertas.
E. 9 x 10-5 T tegak lurus menjauhi bidang kertas.

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui i = 5 A, dan r = 2 cm = 0,02 m. Maka besar induksi magnetik dititik P sebagai berikut:

→ B =

µo i

2 π a

→ B =

4π 10-7. 5

2 π 0,02

= 5 x 10-5 T

Arah induksi magnetik dengan menggunakan kaidah tangan kanan adalah tegak lurus menjauhi bidang kertas. Jadi soal ini jawabannya D.

---

Contoh soal 2

Kawat lurus dialiri arus listrik 7 A diletakkan seperti gambar ((µo = 4π x 10-7 Wb/A.m).Besar dan arah induksi magnetik dititik Q adalah…

A. 7 x 10-5 T tegak lurus menuju bidang kertas
B. 7 x 10-5 T tegak lurus menjauhi bidang kertas
C. 9 x 10-5 T tegak lurus menuju bidang kertas
D. 9 x 10-5 T tegak lurus menjauhi bidang kertas
E. 14 x 10-5 T tegak lurus menjauhi bidang kertas

Pembahasan / penyelesaian soal

Sama seperti nomor 1 maka induksi magnetik di titik Q sebagai berikut:

→ B =

µo i

2 π a

→ B =

4π 10-7. 7

2 π 0,02

= 7 x 10-5 T

Jadi soal ini jawabannya A.

---

Contoh soal 3

Seutas kawat panjang berarus listrik I tampak seperti gambar.

Jika induksi magnetik dititik P adalah B maka induksi magnetik di titik Q adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita bandingkan induksi magnetik dititik P dan Q yaitu:

→

BP

BQ

=

µo i

2 π a

µo i

2 π 3a

→

B

BQ

=

3a

a

=

3

1

→ BQ =

1

3

B.

Jadi soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal 4

Titik P dan Q masing-masing berada pada jarak 5 cm dan 20 cm dari sebuah kawat lurus panjang berarus listrik 10 A diudara. Nilai perbandingan antara induksi magnetik di titik P dan Q adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita bandingkan induksi magentik di titik P dan titik Q sebagai berikut:

→

BP

BQ

=

µo i

2 π 5 cm

µo i

2 π 20 cm

→

B

BQ

=

20 cm

5 cm

=

4

1

Jadi soal ini jawabannya B.

---

Contoh soal 5

Perhatikan gambar kawat yang dialiri arus berikut. Besar induksi magnetik di titik P adalah…

A. 0,5π x 10-5 T
B. π x 10-5 T
C. 1,5π x 10-5 T
D. 2,0 π x 10-5 T
E. 3,0 π x 10-5 T

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui i = 2 A, r = 2 cm = 0,02 m dan N = 1/4. Untuk menentukan induksi magnetik di titik P kita menggunakan rumus induksi magnetik dipusat kawat melingkar sebagai berikut:

→ B =

N . µo i

2 r

→ B =

¹/₄ . 4π . 10-7 . 2

2 . 0,02

→ B = 0,5π x 10-5 T

Jadi soal ini jawabannya A.

---

Contoh soal 6

Seutas kawat lurus dilengkungkan dan dialiri arus 6 A seperti gambar. Jika jari-jari kelengkungan adalah 3π cm, maka besar induksi magnetik dititik P adalah…

A. 0,5 . 10-5 T
B. 2,0 . 10-5 T
C. 4,0 . 10-5 T
D. 6,0 . 10-5 T
E. 8,0 . 10-5 T

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini kita menentukan induksi magnetik di pusat kawat ¹/₈ lingkaran.

→ B =

N . µo i

2 r

→ B =

¹/₈ . 4π . 10-7 . 6

2 . 0,03π

→ B = 0,5π x 10-5 T

Jadi soal ini jawabannya A.

---

Contoh soal 7

Selembar kawat berarus listrik dilengkungkan seperti gambar.

Jika jari-jari kelengkungan sebesar 50 cm maka besarnya induksi magnetik dipusat kelengkungan adalah..

A. 1/3 π x 10-7 T
B. 1 x 10-7 T
C. π x 10-7 T
D. 2 x 10-7 T
E. 2 π x 10-7 T

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini kita menentukan induksi magnetik di pusat 1/3 lingkaran.

→ B =

N . µo i

2 r

→ B =

¹/₃ . 4π . 10-7 . 1,5

2 . 0,5

→ B = 2π x 10-5 T

Jadi soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal 8

Potongan kawat M dan N yang diberi arus listrik diletakkan seperti gambar.

Induksi magnetik di titik P sebesar…

A. 5μo tesla keluar bidang gambar
B. 5μo (2π-1 – 2) tesla keluar bidang gambar
C. 5μo (2π + 2) tesla masuk bidang gambar
D. 5μo (2π-1 + 1) tesla masuk bidang gambar
E. 5μo (2π-1 + 5) tesla masuk bidang gambar

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada titik P terdapat 2 induksi magnetik yaitu pertama akibat kawat melengkung dan kedua akibat kawat lurus. Berdasarkan kaidah tangan kanan arah induksi magnetik di titik P akibat 2 kawat tersebut arahnya masuk bidang gambar dengan besar sebagai berikut:

→ B =

N . µo i

2 r

+

µo i

2 π a

→ B =

1/2 . µo . 1

2 . 0,05

+

µo . 1

2 π . 0,05

→ B = 5μo (2π-1 + 1)

Jawaban D.

---

Contoh soal 9

Dari sebuah selenoida disajikan tabel data seperti dibawah.

Keadaan	I (A)	N (lilitan)	L (cm)
1	2	1000	10
2	4	1000	10

Perbandingan induksi magnetik dipusat selenoida keadaan (1) dengan keadaan (2) adalah…

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus induksi magnetik selenoida sebagai berikut:

→

B1

B2

=

N1 µo io

L1

N2 µo io

L2

→

B1

B2

=

i1

i2

=

2 A

4 A

=

1

2

Jadi soal ini jawabannya A.

---

Contoh soal 10

Suatu selenoida panjang 2 m dengan 800 lilitan dan jari-jari 2 cm. Jika selenoida itu dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukan induksi magnetik di ujung selenoida?

A. 4π x 10-5 T
B. 8π x 10-7 T
C. 4π x 10-6 T
D. 8π x 10-5 T
E. 2π x 10-4 T

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus induksi magnetik diujung selenoida sebagai berikut:

→ B =

N . µo i

2 L

→ B =

800 . 4π . 10-7 . 0,5

2 . 2

→ B = 4π x 10-5 T

Jadi soal nomor 10 jawabannya A.

---

Contoh soal 11

Perhatikan gambar. Dua kawat sejajar yang sangat panjang dialiri arus listrik yang sama besar yaitu 3 A. Jika jarak kedua kawat adalah 40 cm, maka induksi magnetik dititik P adalah…

A. 2 . 10-5 T
B. 4 . 10-5 T
C. 6 . 10-5 T
D. 8 . 10-5 T
E. 12 . 10-5 T

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada titik P terdapat 2 induksi magnetik akibat kawat 1 dan kawat 2. Arah induksi magnetik akibat 2 kawat sama yaitu menjauhi bidang kertas.

→ B =

µo i1

2 π a1

+

µo i2

2 π a2

→ B =

4π . 10-7 . 3

2 π 0,3

+

4π . 10-7 . 3

2 π . 0,1

→ B = 8 x 10-5 T

Jawaban soal 11 adalah D.