LISTRIK STATIS SMA ( soal dan pembahasan lengkap)

SOAL DAN
PEMBAHASAN LISTRIK STATIS
Update 26 soal terbaru: agustus 2020


Soal no
1 listrik statis: hukum coulomb
Diketahui muatan listrik Q₁ positif dan Q₂ negatif……
(1) muatan Q₁ menarik 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
c. 1 dan 3
jawab: b
Pembahasan:
Sesuai hukum coulomb bahwa F berbanding lurus dengan q dan terbalik dengan r²

Soal no 2 listrik statis: hukum coulomb

c. 9.10^–5

jawab: e
Pembahasan 

Soal No.3 tentang gaya coulomb

Dua buah muatan P dan Q masing – masing bermuatan +3µC dan -4µC terpisah sejauh 2 cm. gaya tarik menarik kedua muatan listrik tersebut adalah….
a. 27 N
b. 90 N
c. 180 N
d. 270 N
e. 900 N
Kunci Jawaban: D

Penyelesaian / pembahasan:

Soal No. 4 : listrik statis – perbandingan gaya dan jarak


dua buah muatan sejenis saat terpisah sejauh R bekerja gaya Coulomb sebesar 80 N, jika muatan yang sama tersebut jaraknya dijauhkan menjadi 2R, berapakah besar gaya tolak menolak kedua muatan tersebut sekarang….
a. 10 N
b. 20 N
c. 30 N
d. 40 N
e. 50 N

kunci jawaban: B
pembahasan:

berdasarkan rumus gaya coulomb yaitu gaya (F) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (r²)

5. dua buah muatan sejenis saat berada di udara terpisah sejauh R bekerja gaya Coulomb sebesar 80 N, jika muatan yang sama tersebut jaraknya dijauhkan menjadi 2R dan diletakkan di dalam zat dengan permitivitas listrik relatif sebesar 2, berapakah besar gaya tolak menolak kedua muatan tersebut sekarang….

      F2 = 80 / 8 = 10 N

soal No. 6 tentang gaya dan medan listrik yang bernilai nol

6. muatan listrik A dan B terpisah sejauh r seperti pada gambar berikut

Dimakah letak medan listrik dan gaya coulomb yang bernilai nol, jika QA = 4 µC dan QB = 9 µC dan besar jarak r adalah 10 cm.

a. 6 cm dikanan A
b. 6 cm dikiri A
c. 4 cm di kanan A
d. 4 cm di kiri A
e. 4 cm dikiri B
kunci jawaban: C

Penyelesaian dan pembahasan:
untuk dua muatan yang sejenis letak medan listrik yang bernilai nol adalah di antara dua muatan tersebut.
RA = x
RB = 10 – x

jadi, gaya dan medan listrik bernilai nol pada jarak 4 cm dari A (r_A = 4 cm)

atau dari B sejauh 6 cm (r_B = 10 – 4 = 6 cm)

7. muatan listrik A dan B terpisah sejauh r seperti pada gambar berikut

jika QA = -18 µC dan QB = +8 µC dan besar jarak r adalah 10 cm. Dimakah sebuah muatan uji yang bermuatan harus diletakkan pada daerah yang memiliki medan listrik dan gaya coulomb bernilai nol. ….
a. 20 cm dikanan A
b. 20 cm dikiri A
c. 20 cm dikanan B
d. 20 cm dikiri B
e. 10 cm di kanan B
kunci jawaban:C
penyelesaian / pembahasan:

Artkel Terkait  Kisi-Kisi Ujian Nasional (UN) SMP 2016 Lengkap

pada muatan yang berbeda jenis (+) dan (-) letak medan listrik dan gaya coulomb yang bernilai nol terletak pada sebelah luar dikanan atau dikiri dari muatan yang kecil, pada soal ini berarti berada pada titik di sebelah kanan B karena QB < QB

RB = x
RA = 10 + x

jadi, gaya dan medan listrik bernilai nol pada jarak 20 cm dari B (r_B = 20 cm)

atau dari A sejauh 30 cm (r_A = 10 + 20 = 30 cm)

8. tiga buah muatan sejenis yang nilainya sama sebesar 2 µC terletak pada sudut – sudut segitiga sama sisi dengan panjang sisi 10 cm, besar medan listrik pada muatan yang terletak di salah satu sudut segitiga tersebut adalah…

a. 3,6 √3 N
b. 36 √3 N
c. 72 √3 N
d. 72 √3 N

Penyelesaian / pembahasan:

karena gaya coulumb termasuk vektor maka besar gaya total dapat kita selesaikan dengan rumus cosinus resultan vektor

		F² + F² + 2F.F.Cos 60o

ΣF = F √3

====0===0====0=======0

Sehingga besar resultannya adalah

soal No.9 tentang Energi potensial Listrik statis

9. tiga buah muatan sejenis yang nilainya sama sebesar 2 µC terletak pada sudut – sudut segitiga sama sisi dengan panjang sisi 10 cm, besar gaya listrik dan potensial pada pusat segitiga tersebut sebesar…

a. F = 0 ; Ep = 0,36 J
b. F = 3,6 N ; Ep = 0
c. F = 0 ; Ep = 0
d. F = 3,6 N ; Ep = 3,6 J
kunci jawaban: A

Penyelesaian / pembahasan:

10. perhatikan gambar muatan listrik berikut

QA = 2µC , QB = -1µC dan Qc = – 3µC. Jarak a = 2 cm dan jarak b =3 cm. Besar gaya Coulomb pada muatan C sebesar…..

Penyelesaian / pembahasan:

Ditanya gaya coulomb pada muatan C

– F_CA : muatan C tarik menarik dengan muatan A ke kiri karena berbeda jenis yaitu (+) dan (-)

– F_CB : muatan C tolak menolak dengan muatan B ke kanan karena sejenis yaitu (-) dan (-)

Sehingga, besar resultan gaya coulombnya adalah

ΣF = 40 – 28,8 = 11,2 N ke kanan

11. Perhatikan gambar berikut

QA = 2µC , QB = -1µC dan Qc = – 3µC. Jarak a = 2 cm dan jarak b =3 cm. Besar Energi potensial pada muatan C sebesar…..

Penyelesaian / pembahasan:

Karena Ep adalah besaran skalar maka Ep tidak punya arah, maka besar Ep hanya cukup dijumlahkan

ΣEp = 1,44 + 1,2 = 2,64 Joule

Soal no 12 listrik statis: sbmptn

a. 0,20

b. 0,24

c. 0,28

d. 0,32

e. 0,40

jawab: C

Pembahasan

Soal no 13

Kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan listrik pada sebuah titik
bergantung pada….

(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
Pembahasan : sesuai dengan hukum coulomb 

Soal no 15 listrik statis: resultan gaya coulomb 

Dua muatan titik berjarak 5 cm terlihat seperti gambar.

Besar medan listrik
di titik P adalah….

a. 27 N/C              d. 360 N/C

b. 72 N/C              e. 720 N/C

c. 270 N/C

jawab:
Pembahasan 

Soal no 16 mencari letak gaya atau medan nol

Dua buah partikel A dan B bermuatan +20 μC dan +45 μC terpisah
sejauh 15 cm. Jika suatu muatan positif yang diletakkan di antara A dan B
sedemikian rupa sehingga kuat medan listrik di titik tersebut sama dengan nol. letak C dari A (dalam cm) adalah….

a. 2         b. 3        c. 4        d. 6   
 e. 9

jawab: D
Pembahasan 

Soal no 17
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/r dan 0             d. 0 dan 3 k q/r
b. ½ k q/r dan k
q/r^2     e. 0 dan k q/r^2
c. k q/r dan k q/r^2
jawab: D 
Pembahasan 
pada pusat segitiga:
– nilai medan listrik bernilai nol karena besar medan listrik yang dihasilkan oleh tiap tiap muatan di sudut-sudutnya memiliki besar yang sama, sehingga saling menghilangkan. ingat bahwa medan listrik adalah besaran vektor, sehingga analisis kuantitatifnya berdasarkan arah. 
– potensial listrik adalah besaran skalar, sehingga nilai total potensial adalh total dari potensial tiga muatan tersebut. atau 3 kali


Soal no 1 8 listrik statis: bola konduktor
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. 10⁷
N/C, V = nol
d. E = 6. 10⁷
N/C, V = 6. 10⁵ volt
e. E = 6. 10⁷
N/C, V = 18. 10⁵ volt


jawab: B
Pembahasan 

Soal no 19 listrik statis: keping sejajar
Dua keping
logam yang sejajar atas-bawah dan jaraknya 0,5 cm satu dari yang lain diberi muatan
listrik yang berlawanan (keping bawah negatif dan atas positif) hingga beda potensial 10000 Volt. Bila nilai umum muatan elektron adalah 1,6 x 10-19 Coulomb, tentukan besar dan
arah gaya coulomb yang terjadi jika ada sebuah elektron yang terletak diantara kedua keping tersebut .…
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 1024 N ke atas


jawab: c
Pembahasan 
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


Soal no 20
Sebuah elektron (massa 9,11×10 ^–31 kg
dan muatan listrik –1,6 x10^-19 C), lepas dari katode menuju ke anode
yang jaraknya 2 cm. Jika awalnya elektrom diam (dilepaskan tanpa kecepatan awal) dan beda potensial antara
anode dan katode 200 V, maka kecepatan elektron saat berada di anode sebesar ….
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:
Pembahasan 
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


Soal no 21
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.
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: d
Pembahasan 


Soal no 22
Tiga buah kapasitor identik yang mula-mula belum
bermuatan akan dihubungkan dengan baterai 15 V. Bila hanya salah satunya saja
yang dihubungkan dengan baterai 15 V tersebut, energi yang tersimpan dalam
kapasitor adalah 3/2E. dan bila ketiga kapasitor tadi
dihubungkan seri dengan baterai besarnya energi yang tersimpan adalah ….
a. ¼ E                    d.
2 E
b. ½ E                    e.
4 E
c. E
jawab: b
Pembahasan 
c_seri = 1/3 C
E₂ = 1/3 . 3/2 E
E₂ = ½ E


Soal no 23 listrik statis: kapasitor
Tiga buah kapasitor A, B, dan C memiliki nilai kapafitansi 4Farad,
6Farad, dan 12Farad disusun secara seri dan terhubung dengan aki 90V. Apabila
muatan listrik maka besar muatan pada ketiga kapasetor tersebut adalah …
a.
qC = 3 x qA                 d. qC = 1/3 x qA
b.
qA < qB < qC             e. qA = qB = qC
c.
qB = 0
jawab:
E 
Pembahasan 
(pada rangkaian seri besar muatan sama besar


Soal no 24 listrik statis: kapasitor
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
Pembahasan 

Soal no 25
Dua buah kapasitor berkapasitas C1 = 30 piko Farad dan C2 = 60 piko Farad dihubungkan seri,
lalu dihubungkan dengan sumber tegangan listrik 100 V. 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
Pembahasan 




Soal no 26 listrik statis: kapasitor
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:
Pembahasan 
E = ½ C V²
E = ½ 5.10^-5
500²
E = 1,25 Joule