KunciJawabanIPAFisikaSMP9

BAB 1

BAB 1

LISTRIK STATIS

A. Pertanyaan Diskusi

1. Setelah penggaris plastik digosok dengan kain wol, sejumlah elektron dari kain wol pindah ke penggaris plastik. Penggaris plastik menjadi bermuatan listrik negatif karena jumlah elektronnya (muatan negatif) lebih banyak daripada jumlah protonnya (muatan positif). Sedangkan setelah batang kaca digosok dengan kain sutra, sejumlah elektron dari batang kaca pindah ke kain sutra. Batang kaca menjadi bermuatan listrik positif karena jumlah elektronnya (muatan negatif) lebih sedikit daripada jumlah protonnya (muatan positif).

2. Batang logam konduktor, misalnya batang tembaga, dapat diberi muatan listrik dengan cara konduksi asalkan batang tembaga yang kamu gosok dipegang oleh tangkai isolator. Elektron-elektron yang berpindah dari batang logam ke alat gosok tidak dapat digantikan oleh elektron-elektron dari tanah karena terhalang oleh tangkai isolator.

3. (a) Kita akan berpindah ke kain. (b) Kita akan berpindah ke tanah.

4. Ya. Karena dua muatan listrik yang tidak sejenis (berbeda) akan menimbulkan gaya tarik-menarik.

5. Negatif. Benda yang bermuatan listrik negatif jika didekatkan ke kepala elektroskop yang bermuatan listrik negatif, maka elektron-elektron akan saling tolak-menolak. Akibatnya, muatan positif dari daun naik ke kepala elektroskop dan muatan-muatan negatif turun ke daun elektroskop. Muatan-muatan listrik negatif yang banya inilah yang mengakibatkan daun-daun elektroskop mendapat gaya tolak-menolak Coulomb sehingga daun menjadi mekar.

6. Dengan menggosok kaca keras-keras, maka kaca akan menjadi bermuatan positif. Debu-debu yang ada di sekitarnya terpolarisasi dan menjadi bermuatan negatif. Akibatnya debu-debu makin menempel di kaca.

7. (a) Di dalam bola tidak ada muatan listrik. (b) Pada permukaan luar konduktor berongga.

8. (a) Untuk menghasilkan muatan listrik statis yang besar. (b) Agar distribusi muatan listrik tersebar merata pada permukaan luar. (c) Karena elektron-elektron tidak mengalir ke tanah karena ditahan oleh isolator.(d) Rambut kita bermuatan listrik sejenis, yaitu bermuatan listrik negatif. Ini menyebabkan rambut-rambut kita saling tolak-menolak sehingga rambut kita berdiri. (e) Karena elektron dari tubuh kita mengalir ke tanah.

9. Karena elektron-elektron berikatan dengan molekul-molekul uap air di udara.

10. Keluarnya muatan-muatan listrik dari benda. Contohnya adalah petir.

11. (a) Di awan badai yang gelap, ada arus udara yang berhembus kencang yang menyebabkan partikel-partikel di dalam awan, termasuk debu, garam dari lautan, dan lain-lain, bertabrakan. Partikel-partikel yang saling bertabrakan melepaskan elektron. Partikel yang kehilangan elektron bermuatan positif, sementara partikel yang mendapat tambahan elektron bermuatan negatif. Partikel yang lebih berat cenderung bermuatan negatif dan yang lebih ringan cenderung bermuatan positif. Itulah sebabnya pada bagian dasar awan berkumpul partikel bermuatan negatif yang jatuh ke bawah karena lebih berat. Sedangkan pada bagian atas awan berkumpul partikel bermuatan positif yang lebih ringan. Ketika awan yang pada bagian dasarnya terkumpul muatan negatif ini lewat di dekat gedung tinggi, ia menginduksikan bagian atas gedung hingga muatan positif ditarik ke puncak gedung, sedangkan muatan negatif ditolak ke bawah. Karena muatan tidak sejenis tarik-menarik, segera saja elektron (muatan negatif) dari awan badai melompat ke bagian atas gedung tinggi. Kita sebut gedung terkena sambaran petir. Pada saat elektron melompat melalui udara, mereka menghasilkan cahaya sangat kuat dan panas. Panas ini menyebabkan udara menghasilkan bunyi keras (guntur).

(b) Penangkal petir melindungi gedung dari sambaran petir dengan dua cara sebagai berikut: (1) Aliran ion-ion positif dari ujung runcing konduktor menuju ke awan halilintar mengurangi muatan listrik induksi pada atap gedung dan juga menetralkan (meniadakan) beberapa muatan listrik negatif pada awan. Ini menyebabkan berkurangnya kesempatan atap gedung tersambar petir.

(2) Jika petir menyambar juga, penangkal petir menyediakan jalur untuk dilalui elektron-elektron menuju ke dalam tanah tanpa merusak gedung. Ingat, tanah atau bumi memiliki kemampuan tak terbatas untuk menampung elektron atau memberi elektron.

12. Listrik atau muatan-muatan negatif tidak dapat mengalir ke bumi sehingga gedung yang terkena sambaran petir akan terbakar.

13. Karena kemungkinan kita untuk tersambar petir semakin besar akibat adanya batang logam konduktor (gagang payung) yang dapat mengalirkan elektron ke bumi.

14. Karena kita dapat tersambar petir akibat adanya batang logam konduktor (stik golf) yang bisa menghantarkan elektron.

15. (a) Untuk membumikan muatan-muatan yang dapat memicu terjadinya bunga api sehingga membakar bensin.

(b) Kemungkinan besar dapat menyebabkan terjadinya kebakaran akibat percikan bunga api dari muatan-muatan yang bergesekan.

B. Ayo Uji Pemahamanmu

1. Penggaris plastik termasuk isolator, elektron-elektron pada setiap atom diikat dengan kuat, sehingga pada keadaan normal, elektron-elektron tidak bebas bergerak. Walaupun elektron-elektron dalam bahan isolator tidak bebas bergerak, elektron-elektron tersebut dapat dipindahkan dengan cara menggosok. Elektron-elektron pindahan dari bahan penggosok (misal kain wol) akan tetap tinggal pada penggaris plastik. Ini menyebabkan penggaris plastik kelebihan elektron dan menjadi bermuatan listrik negatif. Sedangkan konduktor batang tembaga, saat digosok elektron-elektron yang pindah dari batang tembaga ke alat gosok dapat digantikan oleh elektron-elektron dari tanah melalui tangan kita.

2. (a)

maka F2 = 9F(b)

Maka F2 = 1/9F3. (a) F ~ Q2

Maka F2 = 6F (b)

Maka F2 = 1/6F4.

Maka F2 = F5. (a) Ketika batang kaca bermuatan listrik positif didekatkan (tanpa menyentuh) ke kepala elektroskop netral (pelat dan daunnya menguncup), elektron-elektron pada daun elektroskop naik ke kepala elektroskop. Akibatnya daun elektroskop menjadi kekurangan elektron sehingga menjadi bermuatan listrik positif. Karena pelat dan daun bermuatan listrik sejenis, keduanya tolak-menolak dan daun mekar. (b) Daun tetap mekar.

6. Saat kita menggosok-gosokkan sisir plastik ke rambut kering, sisir plastik menjadi bermuatan listrik negatif. Jika sisir ini didekatkan ke rambut kering, maka ujung-ujung rambut menjadi bermuatan positif. Akibatnya rambut menjadi berdiri.

C. Pilihan Ganda

1. B

1 = elektron, 2 = proton, 3 = neutron

2. A

3. B

4. A

5. D

6. C

7. A

8. B

Pernyataan 1 benar, pernyataan 3 benar.

9. A

B = negatif, C = positif atau netral (induksi)

10. A

F2 = 8F111. A

F2 = 1 N

12. A

Maka F1 = F2 = F13. B

14. B

15. A

16. C

17. D

18. B

19. C

20. D

21. C

22. C

23. C

24. A

25. B

D. Soal Esai

1. Dengan cara digosok, konduksi dan cara induksi.

2. (a) Gosoklah batang kaca dan ebonit dengan kain. Dekatkan sisir plastik yang telah digosok dengan batang kaca yang bermuatan positif. Jika keduanya tarik-menarik maka sisir plastik bermuatan negatif dan batang kaca bermuatan positif. Dekatkan sisir plastik ke batang ebonit bermuatan negatif. Jika reaksinya tolak-menolak maka sisir plastik bermuatan negatif.(b) Sisir bermuatan listrik negatif, jika didekatkan ke potongan-potongan kecil kertas, kertas menjadi terinduksi. Elektron-elektron pada potongan kertas menjauh ke bagian yang tidak didekati oleh penggaris plastik, sehingga bagian potongan kertas yang terletak di dekat penggaris plastik menjadi bermuatan listrik positif. Akibatnya potongan kertas menempel ke penggaris plastik.

3. (a) Bola 2 bermuatan sejenis dengan bola 1, maka bola 2 bermuatan positif. (b) bola 3 bermuatan sejenis dengan bola 1, maka bola 3 bermuatan positif. (c) bola 3 bermuatan tidak sejenis dengan bola 4, maka bola 4 bermuatan negatif. (d) bola 4 bermuatan sejenis dengan bola 5, maka bola 5 bermuatan negatif. (e) bola 6 netral.

4. (a)

Maka F2 = 3/2F.(b)

Maka F2 = 24F5. (a) Elektroskop

(b) X = Daun emas, Y = Logam, Z = Sumbat isolasi.

6. Setelah sisir plastik digosok dengan wol kering, elektron-elektron dari wol akan berpindah ke sisir plastik sehingga sisir plastik bermuatan negatif karena kelebihan elektron. Muatan negatif dari sisir akan menarik muatan positif dari air sehingga air akan berbelok ke arah sisir berada. Ketika cuaca lembab banyak kandungan air di udara sehingga sisir cenderung lebih banyak menarik muatan positif dari air yang terkandung dalam udara.

7. (b) Distribusi muatan listrik pada permukaan luar kapal yang berongga dipusatkan pada bagian luar yang memiliki kelengkungan paling tajam. Pada tempat yang kelengkungannya tajam elektron-elektron akan lebih mudah pindah yang disebabkan gaya tarik atau ikat antara sesama elektron tidak simetris. (c) Ketika bergerak menjauhi awan guntur yang banyak memiliki muatan negatif maka pesawat tidak akan terkena petir karena elektron yang ada mudah terlepas ke udara dan tidak berkumpul di badan pesawat.

8. (a) Ketika benda bermuatan positif didekatkan ke kepala elektroskop yang bermuatan netral, muatan negatif akan tertarik dan muatan negatif (elektron-elektron) dari daun dan pelat akan diteruskan ke kepala sehingga daun dan pelat akan kekurangan elektron. Maka daun dan plat akan bermuatan positif dan saling tolak menolak karena muatannya sejenis. (b) Ketika kepala elektroskop disentuh tangan maka elektron-elektron dari bumi akan disalurkan melalui tangan ke elektroskop. Lalu elektron-elektron tersebut disalurkan ke daun dan pelat yang kekurangan elektron sehingga akhirnya keduanya tidak bermuatan (netral). (c) Ketika tangan dijauhkan dari kepala elektroskop muatannya tetap negatif tetapi pelat dan daun tidak bermuatan (netral).(d) Ketika benda bermuatan positif dijauhkan dari kepala elektroskop maka sisa elektron (setelah ditarik oleh muatan positif) akan diteruskan ke pelat dan daun yang tidak bermuatan. Karena menerima elektron keduanya jadi bermuatan negatif dan tolak menolak.

9. (b) Konduktor yang berbentuk bulat simetris.

10. Setelah batang bermuatan dijauhkan, dan ketiganya dipisah, maka jenis muatan tiap bola akan menjadi:

BAB 2

LISTRIK DINAMIS


1. (a) Arus konvensional berupa aliran partikel-partikel bermuatan positif, sedangkan arus elektron adalah aliran partikel-partikel bermuatan negatif (elektron). (b) Secara kuantitas, banyak elektron yang mengalir dalam satu arah sama dengan banyak muatan listrik positif yang mengalir dalam arah berlawanan.Itulah sebabnya arus listrik masih tetap didefinisikan berdasarkan arus konvensional (aliran partikel-partikel bermuatan positif).

2. Ya, dengan demikian kita tidak mengalami sengatan listrik karena elektron tidak bisa mengali ke tanah.

3. Karena jika kabel mengenai sayap burung, maka burung akan gosong.

4. Kita akan mengatakan bahwa cara memasangnya terbalik dan bisa merusak amperemeter. Seharusnya arus listrik harus mengalir masuk ke terminal positif (diberi tanda + atau merah) dan meninggalkan amperemeter melalui terminal negatif (diberi tanda atau hitam). Dengan kata lain, titik yang potensialnya lebih tinggi dihubungkan ke terminal + amperemeter dan titik yang potensialnya lebih rendah dihubungkan ke terminal . Jika dihubungkan dengan polaritas yang terbalik, jarum penunjuk akan menyimpang dalam arah berlawanan. Ini dapat menyebabkan jarum penunjuk membentur sisi tanda nol (sisi yang akan menghentikan pergerakan jarum penunjuk jika amperemeter tidak dialiri arus) dengan gaya cukup besar hingga dapat merusak amperemeter.

5. Kuat arus dipengaruhi oleh hambatan dan tegangan. Kuat arus berbanding terbalik dengan hambatan. Maka semakin besar hambatannya, kuat arus semakin kecil.

6. Kuat arus sebanding atau berbanding lurus dengan tegangan. Jika tegangan dibuat menjadi setengahnya maka kuat arus juga berkurang menjadi setengahnya.

7. Ketika hubung singkat terjadi, sekring akan terbakar putus untuk membuka rangkaian.

8. Karena lampu pijar merupakan komponen non-ohmik sehingga menyebabkan nilai hambatan listrik lampu pijar tidak tetap.

9. Karena keringat umumnya mengandung ion-ion yang sangat mengurangi hambatan listrik tubuh kita, dengan demikian arus listrik dalam jumlah besar akan mengalir ke tubuh dan dapat menyebabkan kematian.

10. Karena pada saat kondisi kulit basah, hambatan tubuh turun drastis sampai kira-kira hanya beberapa ratus ohm. Tubuh dan lantai yang basah semakin mempermudah elektron-elektron (arus listrik) mengalir dari hair dryer ke tanah (grounded, pembumian). Akibatnya kita akan tersengat listrik.

11. Kita harus melakukan percobaan sederhana untuk membedakan ketiganya. Siapkan sebuah baterai 9 V, sebuah amperemeter, sebuah lampu pijar, dan kabel secukupnya. Diperlukan juga beberapa jenis bahan untuk diuji, misalnya: kawat tembaga, kawat aluminium, kawat perak, paku, sisir plastik, secarik kertas, pensil, dan karet penghapus. Susun rangkaian sederhana yang terdiri dari sebuah baterai 9 V, sebuah amperemeter, sebuah lampu, kabel secukupnya, serta bahan yang akan diuji, seperti pada Gambar 2.20. Perhatikan ujung-ujung kabel dikupas di P dan Q. Di antara kedua ujung P dan Q inilah akan diletakkan bahan-bahan yang akan diuji kemampuan menghantar arus listriknya. Jika bahan yang diuji adalah konduktor baik, lampu akan menyala terang dan kuat arus yang ditunjukkan amperemeter cukup besar. Jika bahan yang diuji adalah isolator, lampu tidak menyala dan kuat arus yang ditunjukkan amperemeter adalah nol. Jika bahan yang akan diuji adalah semikonduktor, lampu menyala redup dan kuat arus yang ditunjukkan amperemeter sangat kecil.

12. Karena kawat tembaga merupakan konduktor yang paling baik.

13. Dapat, misalnya dalam peristiwa terjadinya petir.

14. (a) B, F, dan V (b) C, D, S, dan T

15. (a) B dan E (b) A1 dan A3

16. Untuk menghasilkan hambatan listrik.

17. Untuk mengatur besar kuat arus dalam suatu rangkaian.

18. (a) Hambatan akan makin besar. (b) Hambatan akan makin besar namun tidak sebesar hambatan total pada rangkaian seri.

19. Arus akan makin besar

20. Lampu Y


1. Lihat jawaban soal Esai no. 3 dan 4

2. Arus listrik yang mengalir ke pegawai itu tidak dapat mengalir ke tanah (bumi) karena adanya bahan isolator sehingga tidak ada beda potensial antara kawat listrik dengan tanah (bumi).

3. Lihat jawaban soal Esai no. 6, 7, dan 8.

4. Lihat jawaban soal Esai no. 10 dan 11.

5. I1 : I2 : I3 = 2 : 1 : 3

I1 + I2 + I3 = 12 A

I4 : I5 = 1 : 2

I4 + I5 = I2 = 2 A

6. a.

b.

c.

d.

7. a.L1b. L3c. L1 dan L48. a.

b.

9. Lihat jawaban soal Esai No. 22.C. Pilihan Ganda

1. D

2. A

3. A

(1) elektron dari G menuju F karena G kelebihan elektron, (2) elektron dari H menuju G karena H kelebihan elektron.

4. C

5. B

6. B

Q = 120 C, t = 5 menit = 300 s

AJadi arus yang mengalir sebesar 0,4 A.

7. B

8. C

V = I R maka I = V/R. Berbanding terbalik dengan hambatan.

9. B

Amperemeter di 2, voltmeter di 3

10. B

R = 5,0 ohm, I = 80 mA = 0,08 A

V = I R = (0,08)(5,0) = 0,4 volt.

11. D

Q = 40 C, t = 2 menit = 120 s, R = 18 ohm

AV = I R = 1/3(18) = 6 volt.

12. C

V = 12 volt, R = 1 ohm

AJadi arus yang mengalir sebesar 12 A.

13. C

14. A

15. D

16. C

I3 = I4 + I5 = 2 + 3 = 5 A

I = I1 + I3 + I215 = 7 + 5 + I2I2 = 15 7 5 = 3 A.

17. C

Kita coba satu per satu mulai dari pilihan A dan seterusnya hingga didapat nilai benar.

A. V = I R = 6(24) = 144 volt (salah)

B. V = I R = 0,5(24) = 12 volt (salah)

C. V = I R = 0,5(24) = 12 volt (benar)

18. A

Coklat = 1, merah = 2, hijau = 00 000, emas = 5%

Sehingga nilainya = 1 200 000 = 1200 kilo-ohm.

19. D

20. A

Rp = 0,5 ohm, R = R3 + Rp = 1 + 0,5 = 1,5 ohm.

21. A

Rs = 3RRp = 3/RRs : Rp = 3 : 1/3 = 9

22. A

A. Rp = 2/3 ohm

R = Rp + Rs = 2/3 + 2 = 8/3 ohm

B. Rp = 4/3 ohm

R = 4/3 + 2 = 10/3 ohm

C. R = 2 ohm

23. B

Rs1 = 6 + 2 = 8 ohm

Rp1 = 4 ohm

Rp2 = 1 ohm

R = Rp1 + 9 + Rp2 = 4 + 9 + 1 = 14 ohm.

25. D

RS1 = 5 ohm

ohm

RS2 = 2,5 + 2,5 = 5,0 ohm

ohm26. C

27. C

28. B

29. C

A1 = A2, arus masuk = arus keluar

V = IR.

V1 = 5I dan V2 = 10I30. B

AV pada hambatan 3 ohm = 1/3(3) = 1 volt

31. C

AI2 = 1,2 (0,2 + 0,6) = 1,2 0,8 = 0,4 A.

32. A

33. C

Rp = 1 ohm

R = 7 ohm

AJadi arus yang mengalir sebesar 2 A.

34. B

RS1 = 2 + 5 + 3 = 10 ohm

ohmRT = 5 + RP1 = 5 + 5 = 10 ohm

A

35. C

ohm

AD. Soal Esai

1.

2. (a) (i) Lampu B dan C. (ii) Lampu W. (b) Semua lampu pada masing-masing rangkaian.3.

4. a.

b.

5. a.Seri

b. Salah memasang amperemeter

6. TeganganKuat ArusHambatan

220 V14,67 A15(

60 V5 mA12 k(

24 V12 mA2 k

7. a.

b.

c.

d.

8. a.

c.

9. Berdasarkan teori elektron; pada bahan konduktor elektron-elektron pada kulit terluar tidak terikat oleh gaya inti yang kuat sehingga banyak mengandung elektron bebas. Pada bahan isolator elektron-elektron pada kulit terluar terikat oleh gaya inti yang kuat sehingga hanya sedikit yang mengandung elektron bebas. Semikonduktor adalah bahan dengan sifat di antra konduktor dan isolator. Elektron-elektron pada kulit luarnya terikat oleh gaya yang cukup kuat tapi tidak sekuat sperti pada bahan isolator. Karena itu pada suhu ruang masih tersedia sedikit elektron bebas untuk menghasilkan arus elektron.

10. ( Imasuk = ( Ikeluar 5 A = 6 A + I

I = 1 A

Tanda minus menunjukkan arah arusnya berlawanan dengan arah arus yang bernilai 5A.

11. I = IB + IC

IB = 5 A + IE12 A = 8 A + IC

8 A = 5 A + IEIC = 12 A 8 A

IE = 8 A 5 A = 3 A

IC = 4 A

IC = IDID = 4 A

IF = I = 12 A12. a. 1,0 k( ( 10%

b. 10% 1000 ( = 100 (c. 1000 ( + 100 ( = 1100 (d. 1000 ( 100 ( = 900 (e. 900 ( s/d 1100 (13. a. coklat, hitam, merah, perak

b. oranye, biru, kuning, emas

14. a.

b.

15. (1)RT = 4 ohm + 4 ohm + 4 ohm = 12 ohm

(2)

ohm

RT = RP1 + 4 = 2 + 4 = 6 ohm(3)

RT = 4/3 ohm

16. a.

b.

c.

d.

17. (a) Saklar 1, 3, dan 5. (b) Saklar 1, 2, dan 5.18. (a) Lampu berpijar makin terang. (c) Pijar lampu tetap sama seperti sebelum diparalel. (d) Lampu tidak dapat menyala.

19. a.

b.

20.

21.

a.

pada lampu M

b.

c.

d.

22. a.

b.

Arus listrik pada resistor 1( = 1A

c.

23. (b)

24. (a) RBC = 10 + 8 = 18 ohm(b) ohm

(c) R = 3,5 + 4,5 = 8 ohm

(d) A

(e) I = I1 + I2 I1 = 0,5 A

I2 = 1,5 A

(f) V = IR = 2 3,5 = 7 volt

(g) V = IR = 0,5 8 = 4 volt

25. (a) R = 4 + 1 + 3 = 8 ohm(b) ohm

(c) R = 3 + 4 + 5 = 12 ohm

(d) V = IR = 6 12 = 72 volt

(e) I1 = 3 A

(f) I2 = 3 A

(g) VPQ = IR = 3 8 = 24 volt

(h) VPQ = IR = 3 1 = 3 volt

BAB 3

SUMBER ARUS LISTRIK


1. Baterai adalah beberapa buah sel kering yang disusun seri, sedangkan batu baterai adalah sebuah sel kering.

2. Jika pelat tembaga dan pelat seng dihubungkan dengan kawat tembaga melalui sebuah lampu pijar kecil, lampu pijar akan menyala. Lampu pijar hanya menyala sebentar lalu meredup dan padam. Hal ini disebabkan gelembung-gelembung gas hidrogen mengumpul di sekitar pelat tembaga. Gelembung-gelembung menghalangi pelat tembaga untuk kontak dengan baik dengan larutan asam, dan ini tentu saja memberhentikan reaksi kimia.

3. (a) Sel primer tidak dapat dimuati ulang jika muatannya telah habis. Sedangkan sel sekunder dapat dimuati ulang ketika muatannya habis. (b) Sel primer: Sel sederhana, sel kering, dan sel alkalin. Sel sekunder: Sel timbel-asam dan sel nicad

4. Ketika terjadi polarisasi, yaitu mengumpulnya gelembung-gelembung gas hidrogen di sekitar pelat tembaga sehingga menghalangi pelat tembaga untuk kontak dengan baik dengan larutan asam, dan tentu saja menghentikan reaksi kimia.

5. Ketika akumulator bekerja, baik pelat timbel berlapis timbel dioksida maupun pelat timbel biasa, keduanya secara perlahan berubah menjadi timbel sulfat karena bereaksi dengan larutan asam sulfat encer. Dalam reaksi ini dilepaskan elektron-elektron, sehingga jika kedua pelat dihubungkan dengan jalur konduksi maka arus listrik mengalir di luar larutan dari kutub positif ke kutub negatif (tentu saja elektron mengalir dalam arah kebalikannya, yaitu dari kutub negatif ke kutub positif). Reaksi kimia yang terjadi tentu saja makin mengencerkan asam sulfat sehingga massa jenisnya berkurang. Pada nilai massa jenis tertentu, akumulator tidak dapat menghasilkan muatan listrik (akumulator mati). Agar akumulator dapat berfungsi kembali, ia harus dimuati ulang oleh sumber arus searah (dc) lain. Untuk itu, kutub (+) akumulator dihubungkan ke kutub (+) sumber arus pengisi, dan kutub negatif (-) akumulator dihubungkan ke kutub (-) sumber arus pengisi. Hubungan seperti ini menyebabkan arus elektron sumber dc pengisi (garis panah tanpa putus) berlawanan arah dengan arus elektron akumulator (garis panah putus-putus). Akibatnya, elektron-elektron akumulator ditekan kembali melalui sel. Ini membalikkan reaksi kimia sehingga kedua pelat timbel sulfat berubah. Pada pelat positif, timbel sulfat berubah menjadi pelat timbel berlapis timbel dioksida, dan pada pelat negatif, timbel sulfat berubah menjadi timbel biasa.

6. Agar konsentrasi asam sulfat tidak terlalu pekat.

7. Ini karena sekali muatan aki habis (kosong), aki tidak dapat lagi dimuati ulang, dan ini berarti aki harus diganti dengan aki baru.

8. Karena sel ini menghasilkan listrik untuk menjalankan peralatan dalam pesawat dan pada saat yang sama menghasilkan persediaan air minum bersih untuk para astronaut.


1. a.

b.

C. Pilihan Ganda

1. B

2. A

3. D

4. C

5. -

Anode = batang karbon (1), Katode = seng (4)

6. B

7. A

8. A

9. C

10. B

11. C

12. C

13. A

14. B

15. A

D. Soal Esai

1. a.Pelat tembaga

b. Pelat seng

c. Larutan asam sulfat encer2. a.1 adalah pelat timbal sebagai katoda

2 adalah timbal oksida sebagai anoda

3 adalah larutan asam sulfat encer sebagai elektrolit

b. P ke Q

c.(i) Ketika digunakan keduanya berubah menjadi timbal sulfat karena bereaksi dengan larutan asam sulfat encer. (ii) Kedua timbal sulfat berubah, pada pelat positif (+), pelat timbal berubah menjadi pelat timbal oksida dan pada plat negatif (), pelat timbal sulfat berubah menjadi timbal biasa.

3. a.60 AH = 60 ampere 1 hour

= 60 A 1 jam

= 60 A 3600 s

= 216 000 C

b.

4. Tegangan jepit adalah beda potensial antara kutub-kutub sel ketika sel mengalirkan arus listrik. Ggl adalah beda potensial antara kutub-kutub sel ketika sumber tidak mengalirkan arus listrik.

5.

Mengukur ggl Mengukur tegangan jepit

6. (a) Bagian-bagian yang harus terbuat dari logam

1. saklar

2. mangkuk lampu (tempat lampu dipasang)

(b) Senter tidak menyala karena:

1. baterai habis

2. lampu putus

3. tidak terhubungnya lampu dan saklar

4. mangkuk lampu longgar

7. 8. a.

b. Dari No.24(a) dapat dilihat bahwa:

9. a.

b.

c.

d.

e.

. Tegangan jepit baterai = 2,85 V + 2,25 V = 5,10 V

10. Terlebih dahulu kita cari arus listrik yang mengalir dalam rangkaian.

E = I (r + R) 1,5 = I (r + 4)

1,5 = 0,3(r + 4) 1,5 = 0,3r + 1,2 0,3 = 0,3rMaka r = 1 ohm.BAB 4

ENERGI DAN DAYA LISTRIK


1. Menjadi dua kali semula.

2. Intensitas terang lampu ditentukan oleh daya lampu. Makin besar daya, makin terang lampu tersebut.

3. Karena daya yang digunakan bukanlah daya normal tetapi lebih rendah (redup) ataupun lebih tinggi (terang).

4. Artinya lampu pijar akan menyala normal, yaitu menggunakan daya listrik 60 watt 220 volt.

5. (a) Daya sebenarnya juga akan naik

(b) Daya sebenarnya juga akan berkurang

6. Karena tegangan suplai PLN sering mengalami naik-turun, sehingga kerja komputer bisa terganggu, bahkan komponen-komponen elektronik dalam komputer akan cepat rusak. Oleh karena itu, peralatan seperti komputer yang membutuhkan tegangan masukan ac yang konstan biasanya langsung dihubungkan ke sebuah penstabil tegangan (AVR).

7. Setrika listrik, hair dryer, oven listrik, penanak nasi listrik, solder, kompor listrik, pemanggang roti, teko listrik, dll.

8. Karena memiliki hambatan listrik tinggi.

9. Dalam teko listrik, elemen pemanas terdapat di dalam tabung logam dan secara listrik elemen pemanas dihalangi untuk bersentuhan langsung dengan air oleh tabung logam ini. Ketika saklar di-on-kan, Energi kalor yang dihasilkan oleh elemen pemanas memanaskan tabung logam. Dengan demikian, air teko mula-mula dipanaskan oleh kalor dari tabung logam secara konduksi (bersentuhan langsung). Kemudian kalor ini disebarkan melalui air secara konveksi.

10. Tabung yang mengandung elemen pemanas haruslah terendam oleh air, jika tidak maka elemen akan mengalami pemanasan lebih dan akan terbakar.

11. Sebagai pengatur panas atau termostat.

12. Lampu TL. Dengan merasakan suhu udara di dekat lampu pijar dan lampu TL. Pada lampu pijar, ruangan di sekitarnya akan lebih panas sedangkan pada lampu TL ruangan di sekitarnya tidak terlalu panas.

13. Karena memiliki titik lebur yang sangat tinggi, sehingga filamen tidak akan lebur ketika ia berpijar putih panas.

14. Karena jika bola kaca berisi udara, filamen panas ini akan terbakar karena bereaksi dengan oksigen dalam udara.

15. Karena adanya keping bimetal yang membuat lampu nyala dan padam begitu keping menghangat atau mendingin.

16. Karena energi listrik yang kita nikmati berasal dari bahan bakar fosil yang dibakar dalam pusat pembangkit.


1. V = 220 voltI = 25 A

(a) W = VIt= 220 25 1 = 5500 J

(b) W = VIt= 220 25 60 = 330 000 J = 330 kJ

(c) W = VIt= 220 25 3600 = 19 800 000 J = 19 800 kJ

2. V = 12 volt

I = 2 A

W = 7200 J

sekon = 5 menit

3. R = 48 ohm

V = 240 volt

t = 2 sekon

J

4. R = 60 ohm

t = 15 s

W = 10 000 J

= 200 volt

5. R = 6 ohm

I = 3 A

t = 5 menit = 300 s

W = I2Rt = 32 6 300 = 16 200 J

6. R = 6 ohm

t = 2 menit = 120 sekon

W = 9600 J

I = 4 A

7. (a) P = VI = 12 1 = 12 watt

(b) P = VI = 1/3 10 mA = 0,33 miliwatt

8. (a) Resistor yang memiliki daya terbesar adalah resistor yang memiliki hambatan terkecil, yaitu resistor 0,3 ohm.(b) RT = 1 + 70 + 14 + 0,3 = 85,3 ohm

I = 2 A

V = IRT = 2 85,3 = 170,6 volt

Untuk resistor 1 ohm

Untuk resistor 70 ohm

W

WUntuk resistor 14 ohm

Untuk resistor 0,3 ohm

W

W

9. (a)

I = 0,1 A

(b)

I = 0,25 A

(c)

I = 0,06 A

10. (a) W

(b) W

(c) W

11. (a)

W

(b)

W

12. P = (430) + (260) + (610) = 300 W = 0,3 kW

t = 5 jam 30 hari = 150 jam

W = Pt = 0,3 150 = 45 kWh

Biaya yang harus dibayar = (45 Rp.400) + Rp.10.000 = Rp.28.000

C. Pilihan Ganda

1. D

I = 2 A, R = 10 ohm, t = 2 menit = 120 s

W = I2Rt = 22(10)(120) = 4800 J

2. D

V = 125 volt, I = 2 A, t = 30 menit = 1800 s

R = V/I = 125/2 = 62,5 ohm

W = I2Rt = 22(62,5)(1800) = 450 000 J

3. B

Q = 2,5 coulomb

W = 12,5 joule

V = W/Q = 12,5/2,5 = 5 volt

4. C

V = 220 volt

t = 30 menit = 1800 s

W = 1980 kJ

Q = W/V = 1980 000/220 = 9000 C

I = Q/t = 9000/1800 = 5 A

5. A

V = 3,5 volt

I = 0,25 A

W = 525 joule

Q = W/V = 525/3,5 = 150 C

t = Q/I = 150/0,25 = 600 s = 10 menit

6. D

P2 = (2I)2 2R = 4I2(2R)

P2 = 8I2RP2 = 8P7. A

I = 0,25 A

V = 220 volt

P = VI = 220(0,25) = 55 watt

8. C

V = 240 volt

P = 3000 watt

I = P/V = 3000/240 = 12,5 A

Agar aman maka gunakan 15 A

9. A

P = 200 watt = 0,2 kW

t = 2 jam selama 30 hari

W = P t = (0,2)(2)(30) = 12 kWh

10. C

A. W = P t = 0,100(0,5) = 0,05 kWh

B. W = P t = 0,35(1) = 0,35 kWh

C. W = P t = 0,08(12) = 0,95 kWh

D. W = P t = 0,300(0,25) = 0,075 kWh

11. C

P1 = 75 W

V1 = 200 V

V2 = 240 V

= 108 watt

12. C

P = 440 watt

V = 220 volt

ohm13. B

R = 12 ohm

I = V/R = 24/12 = 2 A

P = I2R = 22(9) = 36 W

14. B

P2 = P115. D

P2 = 2P116. C

P2 ohm = 1 watt

I2 = P/R =1/2 = 0,5 A

P3 ohm = I2R = 0,5(3) = 3/2 W

17. C

P2 ohm = 1 W

I2 = P/R =

P3 ohm = I2R = 0,5(3) = 3/2 W

18. A

P = 3 MW

V = 150 kV

R = 10 ohm

I = P/V = 3000/150 = 20 A

Pdisipasi = I2R= 202(10) = 4000 watt

19. D

t = 1 menit = 60 s

R = 0,5 ohm

I = V/R = 6/2,5 = 2,4 A

W = I2Rt = (2,4)2(0,5)(60) = 172,8 J

P = W/t = 172,8/60 = 2,88 W

20. D

W = 1000 N

V = 250 volt

I = 4 A

h = 10 m

P = VI = 250(4) = 1000 watt

W = mgh = 1000(10) = 10 000 J

t = W/P = 10 000/1000 = 10 sekon

21. A

7,5 kwH + 7,5 kWh = 15 kWh

22. B

23. B

I = P/V = 440/220 = 2 A

24. A

25. D

D. Soal Esai

1. (a) W = VIt= 6 2,5 300 = 4500 J

(b) W = VIt= 12 600 2 = 14 400 J

(c) A

(d) A

(e) sekon

(f) sekon

(g) volt

(h) volt

2. watt3. (a) watt

(b)

4. (a) A

(b) ohm

ohm

P = VI = 220 5 = 1100 W

(c) ohm

(d) AP = VI = 220 0,5 = 110 W

P = VI = 220 40 = 8800 W (e) A

(f) A

P = VI = 220 2,2 = 484 W

ohm

5. (a) RS1 = 4 + 6 = 10 ohm

ohm

RT = RP1 + 5 = 5 + 5 = 10 ohm

(b) A(c) W

W

W

W

(d) P = VI = 40 4 = 160 W

6. Resistor yang hambatannya paling kecil

7. W

P1 = P2 = 24 W

ohm

8. W = Pt = 54 60 = 3240 W

C

9. (a) RT = 0,2 + 1,8 = 2 ohm

A

(b) W

(c) P = VI = 12 6 = 72 W

10. (a) W = Pt = 2 10 = 20 kWh

(b) 20 kWh Rp.400/kWh = Rp.8000

(c) 2,7 kWh Rp.450/kWh = Rp.1215

11. (a) A(b) ohm

(c) J

(d) 0,72 kWh Rp.400 = Rp.288

12. = 7560 kJ

sekon

13. (a) = 504 kJ

(b) W

(c) ohm

14. W = Pt = 900 300 = 270 000 J

= 107oC

15. (a) Lampu TL mengubah energi listrik hampir seluruhnya menjadi cahaya, sedangkan lampu pijar mengubah energi listrik kebanyakan dalam bentuk kalor.

(b) (i) 80 6570 Rp.800 = Rp.420.480.000

(ii) 16 6570 Rp.800 = Rp.84.096.000

(c) Rp.336.384.000

16. (a) W

W

W

W

W(b) ohmRP2 = 1,8 ohm

RT = 1,2 + 1,8 = 3 ohm

A

P = VI = 15 5 = 75 W17. (a) ohm

ohm

(b) RT = RX + RY = 605 + 1210 = 1815 ohm

A

(c) W

W

(d) Lampu X18. Rangkaian Yona RT = 2RRangkaian Pasca RT = 1/2R

Dari persamaan diketahui bahwa daya berbanding terbalik dengan hambatan, sehingga rangkaian Pasca memiliki daya empat kali lebih besar daripada daya pada rangkaian Yona, sehingga air pada rangkaian Pasca lebih cepat mendidih untuk waktu yang sama.

BAB 5

KEMAGNETAN


1. Dengan cara mendekatkannya ke sebuah magnet. Benda ferromagnetik dapat ditarik oleh sebuah magnet.

2. Dengan cara menaburinya dengan serbuk besi. Serbuk-serbuk besi paling banyak menempel pada kedua bagian ujung dari magnet batang.

3. Karena kutub-kutub magnet tersebut selalu menunjuk arah utara dan selatan bumi.

4. (a) kutub selatan (b) kutub selatan

5. Tidak mungkin

6. (a) Dalam besi magnet, magnet-magnet elementer menunjuk arah yang sama. Pada besi bukan magnet, magnet-magnet elementernya menunjuk arah sembarangan.

(b) Pada baja, magnet-magnet elementernya sukar diatur untuk menunjuk pada satu arah. Karena itu, baja lebih sukar dijadikan magnet daripada besi. Akan tetapi, magnet-magnet elementer baja sukar berputar sehingga baja sukar kehilangan sifat magnetiknya.

7. Karena proses ini menyebabkan atom-atom magnet bergetar lebih kuat dan mengganggu keteraturan magnet-magnet elementer. Magnet-magnet elementer yang tadinya segaris (searah) menjadi berarah sembarangan, sehingga benda kehilangan sifat magnetiknya.

8. Untuk menyimpan magnet batang agar tidak kehilangan sifat magnetiknya, antara lain sebagai berikut: (1) Simpan magnet batang secara berpasangan dengan kutub-kutub tidak sejenis saling berseberangan. Tutup kedua ujung pasangan magnet dengan sepasang besi lunak, yang bertindak sebagai penyimpan. Magnet-magnet elementer dari magnet diarahkan hingga membentuk rangkaian tertutup. (2) Jauhkan dari medan listrik. (3) Jangan dipanaskan.

9. Jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara dan arah jarum kompas selalu selalu searah dengan garis gaya magnetik.

10. Yang dimaksud dengan berdekatan adalah bahwa kutub utara magnet tidak tepat benar berada pada kutub selatan geografi, ada sedikit penyimpangan yang pada kompas disebut sudut deklinasi.

11. Dari percobaan Oersted ini dapatlah disimpulkan dua hal berikut: (1) Di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnetik. (2) Arah medan magnetik bergantung pada arah arus listrik yang melalui kawat.

12. (1) Memperbesar kuat arus listrik. (2) Mendekatkan jarak antara dua kawat yang berdekatan.

13. (a) Besi, karena mudah untuk dubuat magnet dan mudah untuk dihilangkan kemagnetannya. (b) Baja, karena sekali menjadi sebuah magnet, baja akan sukar untuk dihilangkan sifat kemagnetannya.

14. (1) Mengganti inti elektromagnet dengan bahan yang sifat magnetiknya lebih kuat. (2) Mengganti inti elektromagnet dengan inti yang lebih panjang. (3) Memperbanyak jumlah lilitan kumparan. (4) Memperbesar kuat arus listrik yang melalui kumparan.

15. Karena elektromagnet berbentuk U menghasilkan medan magnetik yang terpusat pada celah di antara kedua kutubnya.

16. Dengan membalik arah arus listrik.

17. (a) Elektromagnet yang dialir arus listrik menjadi bersifat magnet kuat. Ujung kanan elektromagnet ini kemudian menarik bilah pegas yang mengandung pemukul. Pemukul itu mengenai bel dan bel pun berdering. (b) kontak elektromagnet ke baterai (arus listrik) terputus. Elektromagnet tak dialiri arus listrik sehingga kehilangan sifat kemagnetannya dan tak mampu lagi menarik bilah pegas.

18. (a) Ketika kita berbicara, tiap tekanan suara menekan pelat atau diafragma aluminium ke dalam, sehingga serbuk-serbuk karbon tertekan. Ketika serbuk-serbuk karbon tertekan, hambatan listriknya menjadi lebih kecil, sehingga menyebabkan gelombang arus listrik mengalir melalui rangkaian.(b) Dalam pesawat penerima telepon, gelombang-gelombang arus listrik diubah kembali menjadi tekanan-tekanan suara. Diafragma besi tipis dalam telpon ditarik dengan kuat oleh sebuah magnet permanen kecil dan sebuah elektromagnet. Konversi dari energi listrik menjadi bunyi.

19. (a) Dari Q ke P. (b) Sisi kanan. Arah arus dan gaya magnetik juga akan terbalik.

20. (a) Arus akan mengalir dari Q ke P dan kawat akan melengkungke bawah. (b) Kawat akan lebih melengkung ke dalam. (c) Arus akan mengalir dari P ke Q, dan kawat akan melengkung ke atas.

21. Akibat gaya Lorentz yang dihasilkan oleh arus ac.


1. Bahan magnetik contohnya besi, baja, nikel, kobalt. Bahan bukan magnet contohnya tembaga, aluminium, plastik, dan karet.2. Bahan-bahan magnet lunak misalnya besi dan mumetal (logam paduan nikel). Bahan magnet keras misalnya baja dan alcomax (logam paduan besi).

3. Karena gaya magnetik paling kuat terdapat pada ujung-ujung magnet.

4. (a) dan (d) karena kutub-kutubnya sejenis.

5. Pada besi, magnet-magnet elementernya mudah diatur agar menunjuk pada satu arah saja. Karena itu besi mudah dijadikan magnet. Akan tetapi magnet-magnet elementer besi mudah berputar sehingga besi mudah kehilangan sifat magnetiknya.

6. 1 = S dan 2 = U

7. (a) Paku di bawahnya akan lepas

(b) Karena dengan pemanasan maka paku payung kehilangan sifat kemagnetannya.

8. Arah utara jarum akan menghadap sebaliknya.

9. A = utara, B = selatan, C = selatan, D = utara, E = selatan, F = utara, G = utara, H = selatan.

10. (a) Bacaan amperemeter akan menunjukkan angka yang lebih kecil, bacaan neraca pegas akan menunjuk angka yang lebih besar.

(b) Bacaan amperemeter akan menunjukkan angka yang lebih kecil, bacaan neraca pegas akan menunjuk angka yang lebih besar.

C. Pilihan Ganda

1. C

2. D

B = kutub utara, D = kutub selatan, A = kutub selatan, E = kutub selatan, F = kutub selatan.

3. D

4. C

5. A

6. D

Y = kutub utara, X = kutub selatan

7. C

Q = kutub utara, P = kutub selatan, X = kutub selatan.

8. A

9. C

10. C

Q = kutub selatan, R = kutub selatan

Magnet batang akan bergerak ke arah Q11. D

12. A

13. D

14. D

15. A

16. D

17. A

18. A

Arah medan magnet B selalu dari utara ke selatan. (2) benar, (1) benar, (4) benar.

19. B

20. C

21. C

22. B

23. D

24. D

25. B

D. Soal Esai

1. Karena benda-benda magnet apabila didekatkan dengan magnet dengan kutub yang sama akan tolak-menolak. Sedangkan untuk benda bukan magnet biasanya jika didekatkan dengan magnet walaupun kutub-kutub yang didekatkan sudah ditukar tetap saja akan selalu tertarik (menempel) pada magnet tersebut.2. Sama. Setiap aksi akan ada selalu reaksi yang besarnya sama namun berlawanan arah.3. Untuk benda magnet apabila digantung dengan benang maka akan menunjuk arah utara selatan bumi. Untuk benda magnetik tetapi bukan magnet maka akan ditarik oleh benda magnet yang digantung tadi. Untuk benda bukan magnet maka akan ditolak atau tidak ditarik oleh benda magnetik yang digantung tadi.

4. X = kutub Utara, Y = kutub selatan, maka pada susunan (b) kedua magnet akan tarik-menarik.

5. Untuk kutub-kutub sejenis saling berhadapan, garis-garis gaya magnetiknya saling menjauh sehingga dalam ruang antara kedua kutub terdapat daerah di mana resultan gaya magnetiknya nol atau disebut daerah netral.6. (a) Putaran jarum kompas akan berlawanan arah jarum jam berarti menyimpang ke kiri.(b) Putaran jarum kompas akan serarah jarum jam berarti menyimpang ke kanan.

7. (a) dan (b) kompas akan tetap menunjuk arah utara selatan dengan arau utara di atas dan arauh selatan di bawah. (c) Jarum kompas akan berputar searah jarum jam. (d) akan tetap menunjuk utara selatan karena tidak ada gaya magnetik yang mempengaruhi jarum kompas.8. Pola serbuk besi cenderung berkumpul di sekitar ujung-ujung kumparan persis seperti pola serbuk-serbuk besi di sekitar sebuah magnet batang.

9. 10. (a) Tolak-menolak. (b) Tarik-menarik11. (a) Ketika saklar ditutup, arus lsitrik dari baterai mengalir ke kutub + baterai ke tombol tekan, kontak , bilah pegas, elektromagnet, dan ke kutub negatif baterai. Elektromagnet yang dialiri arus listrik bersifat sebagai magnet kuat. Ujung kanan elektromagnet menarik bilah pegas yang mengandung pemukul. Pemukul mengenai bel dan bel pintu berbunyi. (b) Untuk menarik pemukul kembali ke posisi awalnya sesudah elektromagnet kehilangan sifat kemagnetannya. (c) Karena besi mudah dijadikan elektromagnet.

12. (a) Ketika sakelar S ditutup, arus listrik mengalir melalui elektromagnet. Ujung kanan elektromagnet menarik besi lunak sehingga poros berputar dan lengan mengenai kontak. Pergerakan ini menyebabkan lengan menekan kontak yang kanan ke kiri sehingga kontak terhubung. Dengan terhubungnya kontak, baterai terhubung ke rangkaian, dan arus mengalir dalam rangkaian. (b) Pada dinamo starter mobil.13. (a) Bergerak ke depan. (b) Aturan telapan tangan kanan

14. Ke atas. (a) Memperbesar arus dan memperbesar medan magnetik (menggunakan magnet yang lebih kuat).

15. (a) Adanya gaya Lorentz. (b) Agar loop dapat berputar terus.

16. (a) A = kumparan, B = Magnet, C = pegas spiral, D = Jarum penunjuk.

(b) Arus listrik memasuki dan meninggalkan kumparan melalui pegas spiral yang terpasang di atas dan di bawah kumparan. Ketika arus listrik mengalir melalui kumparan, sisi-sisi kumparan yang dekat dengan kutub utara dan kutub selatan mengalami gaya Loretz yang sama tetapi berlawanan arah, yang akan menyebabkan kumparan berputar. Putaran kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral sehingga kumparan hanya akan berputar dengan sudut tertentu. Makin besar arus listrik yang mengalir melalui kumparan, makin besar sudut putaran kumparan. Putaran dari kumparan diteruskan oleh sebuah jarum untuk menunjuk pada skala tertentu. Angka yang ditunjuk oleh skala menyatakan besar arus listrik yang diukur.

17. Arah arus listrik seharusnya yang satu ke bawah dan yang lain ke atas agar terjadi interaksi saling tarik-menarik.

18. Agar terbentuk elektromagnet. (b) (i) Bagian kiri inti besi = selatan, bagian kanan inti besi = utara. (ii) Ke arah depan. (c) Dengan mengubah arah B.

19. (a) Ketika sakelar ditutup, arus listrik kecil mengalir melalui elektromagnet, ujung atas elektromagnet menarik jangkar besi lunak berbentuk huruf L mendekatinya. Pergerakan ini menyebabkan jangkar besi lunak menekan kontak yang kiri ke kanan sehingga kontak terhubung. Dengan terhubungnya kontak, baterai terhubung ke motor listrik, dan arus mengalir ke dalam rangkaian starter mobil. Ketika sakelar dibuka, arus listrik yang melalui elektromagnet terputus, kontak terbuka, dan rangkaian starter berhenti. (b) Karena akan dilalui oleh arus yang sangat besar.

20. (b) Sesuai dengan hukum Ohm, jika rheostat digeser ke kiri (hambatan diperkecil) maka arus akan semakin besar dan gaya Lorentz juga akan besar sehingga kelajuan motor makin bertambah. Sebaliknya jika akan memperlambat kelajuan motor, rheostat digeser ke kanan (hambatannya makin besar) sehingga arus menjadi kecil, akibatnya gaya Lorents juga akan mengecil.

BAB 6

INDUKSI ELEKTROMAGNET


1. Tidak. Ggl induksi dibangkitkan oleh adanya perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan. Perubahan jumlah garis gaya magnetik ini disebabkan oleh gerak relatif antara kumparan dan magnet batang, jadi hanya salah satunya saja yang bergerak, sedangkan yang lain harus diam.

2. Perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan.

3. (a) Benar, (b) Benar, (c) Benar, (d) Benar

4. Karena tidak memotong garis gaya magnet.

5. Untuk memperbesar ggl induksi antara ujung-ujung kawat antara lain: (1) Menggerakkan kawat secara cepat, (2) Menggunakan magnet yang kuat, (3) Membentuk kawat menjadi loop dengan beberapa lilitan sehingga meningkatkan panjang kawat.

6. (1) Memakai magnet yang kuat, (2) Memakai kumparan dengan lilitan yang lebih banyak, (3) Melilit kumparan pada inti besi lunak, (4) Memutar kumparan lebih cepat, (5) Memakai kumparan yang luas penampangnya lebih besar.

7. Bagian utama generator dc sederhana persis seperti generator ac sederhana, hanya dua cincin luncur diganti dengan sebuah cincin yang terbelah di bagian tengahnya.

8. Ggl dc yang diperoleh dari satu lilitan kumparan tidaklah rata. Ggl induksi yang hampir rata hingga sesuai dengan kebutuhan beban bisa diperoleh dengan menggunakan banyak lilitan pada kumparan.

9. Dalam generator ac sederhana arus listrik induksi yang dihasilkan dengan memutar kumparan di antara sebuah magnet permanen yang diam. Dalam praktik, generator ac modern umumnya memiliki kumparan yang tetap (diam) dan magnetlah yang berputar.

10. Pada dinamo sepeda kumparannya (koil) dililitkan pada inti besi lunak. Kumparan ini tidak bergerak (diam) hingga disebut stator. Sedangkan magnetnya adalah magnet permanen yang dapat berputar sehingga disebut rotor. Pada generator pembangkit listrik, kumparannya adalah diam (disebut stator) dan magnetnya lah yang berputar (disebut rotor). Berbeda dengan dinamo sepeda, magnet generator besar ini bukanlah magnet permanen tetapi elektromagnet. Sehingga medan magnetik yang dihasilkannya meningkat beberapa kali.

11. Karena alasan ekonomis dan faktor keselamatan. Tegangan ac dapat diturunkan sampai 220 V untuk disalurkan ke rumah-rumah dari tegangan ribuan volt yang dihasilkan oleh stasiun pembangkit listrik.

12. Trafo step-up untuk menaikkan tegangan dan trafo step down untuk menurunkan tegangan.

13. (a) Untuk menaikkan atau menurunkan tegangan, (b) karena arus dc tidak akan menimbulkan ggl induksi, (c) Karena adanya perubahan energi menjadi bentuk lain, misalnya menjadi kalor (panas) pada trafo.

14. Dua alasan mengapa mentransmisikan daya listrik dengan tegangan ekstra tinggi ini adalah, pertama, arus transmisi menjadi tidak terlalu besar. Kedua, rugi-rugi energi sehingga untuk arus kecil, rugi-rugi energi lebih kecil.

15. Untuk menghasilkan tegangan tinggi, sehingga menyebabkan terjadinya percikan bunga api pada celah udara di antara elektrode-elektrode busi.


1. (a) (ii) dan (iii). (b) (i)2. Diketahui arah medan magnetik B adalah mendatar ke kanan dan arah gerak kawat adalah tegak lurus bidang kertas berarah ke atas. Kita akan menentukan arah arus induksinya pada kawat PQ yang tersusun seri dengan galvanometer. Buka telapak tangan dengan keempat jari dirapatkan. Arahkan keempat jari yang dirapatkan searah dengan arah medan magnetik B, yaitu pada bidang kertas mendatar ke kanan, dan putar ibu jari hingga searah dengan arah gerak kawat v, yaitu tegak lurus bidang kertas ke ataa, akan didapatkan arah dorongan telapak tangan adalah ke belakang. Ini berarti arah arus induksi I adalah ke depan, dan untuk kawat PS adalah dari S ke P. Arah arus induksi I dalam loop PQRS adalah berkeliling, dan untuk kawat PQ, arah arus induksi I adalah dari Q ke P, yang akan memutar jarusm galvanometer ke kiri.3. (a) = 15 volt(b) = 20 volt

(c) = 20 volt

4. Lihat jawaban soal Esai No. 11 dan 12.

C. Pilihan Ganda

1. C

2. B

3. C

4. D

5. B

6. D

7. C

8. A

9. B

10. A

11. C

Vp = 220 V

Ip = 4 A

Is = 2 A

V

Jadi tegangan sekunder sebesar 440 V.

12. A

Ip = 6 A

Np = 20 lilitan

Ns = 40 lilitan

AJadi arus sekunder sebesar 3 A.

13. A

Vp = 240 V

Vs = 12 V

NP = 1000 lilitan

Jadi lilitan sekunder sebanyak 50 lilitan

14. C

Pp = 300 watt

Ps = 225 watt

15. B

D. Soal Esai

1. (a) P = utara, Q = selatan. Arus dari Y ke X.(b) Q = utara. Arus dari X ke Y.

(c) Tidak.2. (c) Menggerakkan magnet makin cepat, menggunakan magnet yang lebih kuat, memperbanyak jumlah lilitan kawat.

(d) Membalik kutub magnet dan membalik arah masuknya masgnet ke dalam kumparan.

3. Arus serah adalah arus yang selalu mengalir dalam satu arah, sehingga kemungkinan nilai arus adalah positif saja atau negatif saja. Sedangkan arus bolak-balik adalah arus yang dapat bernilai positif dan negatif.

4. (a) Lihat Gambar 6.11(b) Lihat gambar 6.12

5. (a) Lihat Gambar 6.16(b) Ketika kita mengayuh pedal sepeda, roda penggerak dinamo yang selalu menekan roda ikut berputar dengan berputarnya roda. Putaran roda penggerak memutar magnet permanen (rotor), sehingga arah medan magnetik yang dihasilkan selalu berubah-ubah. Ini mengakibatkan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan membangkitkan ggl induksi ac pada ujung-ujung kumparan. Ketika saklar lampu sepeda kita tutup, ggl induksi ac ini disalurkan dari ujung-ujung kumparan melalui kabel ke rangkaian luar di mana beban lampu berada.

(c) Mengayuh sepeda dengan kencang.

6. Hal ini menunjukkan adanya ggl induksi pada kumparan sekunder yang disebabkan oleh perubahan arus listrik pada kumparan primer.7. (a) (i) Agar terjadi couple antara kumparan primer dan kumparan sekunder. (ii) Agar terjadi perubahan garis gaya magnet yang mengalir pada kumparan primer.

(b) (i) A

(ii) volt

8. (a) volt (step-up)

(b) volt (step-down)

(c) lilitan (step-down)

(d) lilitan (step-up)

9. (a) lilitan(b) A

10. A

A.

11. (a) PS = VI = 50 2 = 100 watt(b) PP = PS = 100 watt

(c) A

(d) 2/5

(e) ohm

12. (a) volt(b) A

(c) A

(d) PP = VPIP = 240 0,025 = 6 watt

13. (a) (i) Transformator untuk menaikkan tegangan, (ii) inti besi lunak(b) Karena akan memperkecil rugi-rugi energi.

(c) Transformator step-down

14. (a) Nilai skala amperemeter akan lebih besar, (b) Lampu pijar B akan menyala lebih terang.15. (a) V = IR = 0,20 5,0 = 1 volt

(b) volt

(c) = 0,14 A

BAB 7

SISTEM TATA SURYA


1. Karena matahari merupakan sumber cahaya.

2. Karena planet memantulkan cahaya yang mengenainya ke mata kita.

3. Akibat gaya gravitasi matahari.

4. Karena adanya gaya gravitasi matahari.

5. Tidak mungkin.

6. Karena terlalu kecil dan adanya orbit pluto yang berpotongan dengan orbit planet lain.

7. Karena gravitasi Yupiter yang sangat kuat menyebabkan sisa-sisa ini tidak pernah berkumpul menjadi planet tunggal.

8. Sabuk asteroid merupakan sisa-sisa bahan dasar dari salah satu tahap awal pembentukan planet.

9. Komet terbuat dari bongkah es dan debu yang bergerak mengitari matahari dengan orbit elips pipih (lonjong).

10. Meteoroid yang memasuki atmosfer bumi bergesekan dengan atmosfer bumi menghasilkan pijar berupa garis cahaya di langit.

11. Karena memancarkan cahayanya sendiri.

12. Karena letaknya dekat dengan kita.

13. Suhu dan tekanan yang sangat tinggi inilah yang menyebabkan dua inti hidrogen dapat bergabung (fusi nuklir) menghasilkan energi matahari yang sangat besar.

14. Tidak.

15. Ada dua cara perambatan. Pertama dalam zona radiasi, yaitu dari inti matahari menuju ke bagian yang dekat dari permukaan matahari, energi merambat secara radiasi melalui gas pijar (plasma) yang terdapat pada bagian dalam matahari. Kedua, dalam zona konveksi, yaitu dari bagian dekat permukaan matahari menuju ke permukaan matahari (fotosfer), energi merambat secara konveksi. Jadi, di dalam zona konveksi, gas-gas panas bergerak ke atas dan gas-gas yang lebih dingin bergerak ke bawah.

16. Pertama, intensitas sinar yang dipancarkan korona tidak sekuat yang dipancarkan oleh fotosfer, sehingga cahaya yang menyilaukan dari fotosfer merintangi kita untuk melihat korona. Kedua, efek atmosfer bumi juga merintangi kita untuk melihat korona.Selama suatu gerhana matahari total, bulan menutupi fotosfer matahari, maka kita dapat melihat korona.

17. Karena kita dan benda-benda lainnya ditahan oleh gravitasi bumi, sehingga ikut bergerak bersama bumi, akibatnya kita tidak merasakan rotasi bumi.

18. Akibat rotasi bumi.

19. Akibat rotasi bumi terhadap porosnya dengan arah dari barat ke timur.

20. Karena pada tanggal tersebut kutub utara (KU) paling condong ke matahari.

21. Karena pada tanggal tersebut kutub utara (KU) paling jauh dari matahari.

22. (a) Siang dan malam sama di kedua belahan bumi. (b) Di BBU siangnya lebih lama daripada malamnya. (c) Di BBU siangnya lebih pendek daripada malamnya.

23. Kalender Yulian kelebihan 1 hari dalam 128 tahun.

24. Akibat banyaknya meteoroid yang mencapai permukaan bulan. Hal ini dikarenakan bulan tidak memiliki atmosfer untuk membakar habis material-material yang memasuki orbitnya.

25. Karena di bulan tidak ada udara untuk merambatkan bunyi.

26. Karena di bulan tidak ada atmosfer.

27. Karena tidak ada atmosfer yang memantulkan atau membiaskan sinar matahari.

28. Tidak mungkin.

29. Karena periode revolusi bulan sama dengan periode rotasinya.

30. Disebabkan oleh perbedaan bagian yang menghadap bumi dan terlihat.

31. Gerhana bulan hanya mungkin terjadi pada saat bulan purnama saja.

32. Gerhana matahari hanya mungkin terjadi pada saat bulan baru.

33. Karena posisi bulan berbeda-beda pada saat terjadinya masing-masing gerhana.

34. Karena gravitasi bulan.

35. Tempat yang paling dekat dengan bulan mengalami gaya tarik paling besar, sehingga air laut di tempat ini ditarik mendekati bulan. Sedangkan tempat yang paling jauh dari bulan mengalami gaya tarik paling kecil sehingga air laut di tempat ini ditarik menjauhi bulan.Sehingga pada dua tempat ini terjadi pasang. Sedangkan di antara kedua tempat ini terjadi surut karena air lautnya ditarik ke kedua tempat yang pasang tadi. (Lihat Gambar 7.26 hal.213).

36. Pelapukan adalah memecahkan batuan dan mengkin mengubah susunan kimia batuan pada atau di dekat permukaan bumi. Mass wasting adalah memindahkan batuan yang sudah melapuk menuruni lereng di bawah pengaruh gaya gravitasi. Erosi adalah mengangkut batuan baik yang sudah melapuk ataupun belum melalui agen yang bergerak, umumnya air, angin, atau es.

37. Pelapukan mekanik atau fisik adalah proses memecahkan batuan besar menjadi kecil dan batuan kecil menjadi halus, tanpa ada perubahan kimia pada mineral-mineral penyusunnya.Sedangkan pelapukan kimia selain batuan besar pecah menjadi kecil, material pun mengalami perubahan kimia.

38. Frost heaving adalah proses mengangkut bahan dan tanah secara vertikal. Sedangkan frost wedging adalah pemecahan batuan menjadi beberapa potong akibat proses pembekuan dan pemuaian es yang menyebabkan retakan.

39. Karena asam ini sangat banyak terdapat di permukaan bumi.

40. Dengan memecahkan batuan besar menjadi banyak potongan oleh pelapukan mekanik, maka akan menambah celah terbuka untuk diserang oleh agen-agen pelapukan kimia (terutama oleh air dan udara).

41. (a) Karena jumlahnya yang makin banyak menyebabkan lebih banyak lagi radiasi inframerah yang terperangkap sehingga bumi memanas. (b) Ketika malam hari, radiasi inframerah dipancarkan kembali oleh meolekul-molekul gas rumah kaca ini ke permukaan bumi, sehingga suhu udara di malam hari tetap hangat di bumi.

42. (a) Meningkatnya suhu bumi akibat efek rumah kaca. (b) Konsentrasi gas rumah kaca (terutama karbon diokasida) di atmosfer meningkat akibat pembakaean batu bara, minyak bumi, dan gas alam untuk produksi energi dan penebangan hutan. (c) Karena tanaman atau pohon-pohon di hutan dapat menyerap gas rumah kaca untuk proses fotosintesis.

43. (a) Es di Artik (kutub utara) dan Antartika (kutub selatan) akan mencair dan menyebabkan permukaan laut di bumi akan naik. Kenaikan permukaan laut beberapa sentimeter saja dapat menyebabkan beberapa daerah pantai, terutama yang rendah akan tergenang. (b) Suhu yang lebih panas dari biasanya akan meningkatkan jumlah orang meninggal pada suatu hari tertentu, suhu udara lebih tinggi meningkatkan konsentrasi ozon pada level tanah (ground level) yang dapat melukai jaringan paru-paru, meningkatkan serbuk-serbuk sari dan spora yang berterbangan di udara dan dapat menyebabkan penyakit pernafasan, asma dan alergi.

44. (a) Karena dalam hujan selalu terdapat asam karbonat. (b) Jika suatu daerah banyak mengandung Nox dan SO2. (c) Bangunan dan monumen yang terbuat dari marmer dilapukkan oleh hujan asam. Hujan asam yang jatuh di hutan membuat hutan merana karena pohon-pohonnya mati, permukaan logam dibuat cepat berkarat oleh hujan asam.

45. (a) Adanya gas freon yang dilepaskan ke udara. (b) Tidak menggunakan freon. (c) Sinar UV akan langsung mengenai makhluk hidup yang ada di bumi. Sinar ini dapat membahayakan kesehatan, menyebabkan kanker kulit dan katarak mata.


1. (a) 4 menit 18,5 = 74 menit = 1 jam 14 menitMaka jam di kota A menunjukkan pukul = 07.30 74 menit = pukul 06.16

(b) 4 menit 50 = 200 menit = 3 jam 20 menit

Maka jam di kota B menunjukkan pukul = 07.30 + 200 menit = pukul 10.50

2. Perbedaan waktu P dan Q = pukul 11.20 pukul 10.00 = 1 jam 20 menit = 80 menitPerbedaan bujur kota P dan Q = = 20oKota Q lebih siang daripada kota P, berarti Q terletak di timur sejauh 20o. Sebelum sampai ke Q kita akan melewati bujur 0o sebelum sampai ke Q pada 10oBT

Perbedaan waktu P dan R = pukul 10.00 pukul 09.44 = 16 menit

Perbedaan bujur kota P dan R = = 4oKota Q lebih pagi daripada kota P, berarti Q terletak di 6oBB.C. Pilihan Ganda

1. D

2. B

3. C

4. D

5. B

6. D

7. A

8. D

9. C

10. A

11. D

12. C

13. B

14. B

15. B

16. D

17. C

18. C

19. C

20. C

21. C

22. A

23. C

24. B

120oBT = 120o 4 menit = 480 menit = 8 jam

Pukul 08.00 + 8 jam = pukul 16.00

25. D

26. C

27. A

Tahun 1900 adalah tahun abad yang tidak habis dibagi 400

28. C

29. C

30. C

31. C

32. A

33. C

34. C

35. A

36. -

37. B

38. B

39. A

40. A

4 ohm

4 ohm

4 ohm

4 ohm

4 ohm

4 ohm

A

4 ohm

4 ohm

4 ohm

V

S

L

U

U

S

S

U

S

S

U

+

+ + + + + + +

+

+

+ + + + + + +

P

Q

R

S

L

L

A

S

L

V

A

S

L

V

_1252673106.unknown

_1252818805.unknown

_1252820928.unknown

_1252822466.unknown

_1252831654.unknown

_1252903218.unknown

_1252903850.unknown

_1252905988.unknown

_1252907572.unknown

_1252907602.unknown

_1252907711.unknown

_1252906199.unknown

_1252905763.unknown

_1252905935.unknown

_1252905323.unknown

_1252903776.unknown

_1252903821.unknown

_1252903715.unknown

_1252832510.unknown

_1252833362.unknown

_1252902730.unknown

_1252902799.unknown

_1252834387.unknown

_1252834608.unknown

_1252833611.unknown

_1252832693.unknown

_1252832707.unknown

_1252832584.unknown

_1252832039.unknown

_1252832216.unknown

_1252832426.unknown

_1252832158.unknown

_1252831788.unknown

_1252831927.unknown

_1252831701.unknown

_1252823025.unknown

_1252829608.unknown

_1252831447.unknown

_1252831570.unknown

_1252831386.unknown

_1252829491.unknown

_1252829576.unknown

_1252823294.unknown

_1252822743.unknown

_1252822882.unknown

_1252822944.unknown

_1252822789.unknown

_1252822539.unknown

_1252822598.unknown

_1252822493.unknown

_1252821722.unknown

_1252821937.unknown

_1252822370.unknown

_1252822424.unknown

_1252822444.unknown

_1252822123.unknown

_1252821857.unknown

_1252821888.unknown

_1252821786.unknown

_1252821243.unknown

_1252821537.unknown

_1252821578.unknown

_1252821501.unknown

_1252821101.unknown

_1252821203.unknown

_1252820993.unknown

_1252819837.unknown

_1252820463.unknown

_1252820765.unknown

_1252820829.unknown

_1252820851.unknown

_1252820809.unknown

_1252820593.unknown

_1252820714.unknown

_1252820481.unknown

_1252820010.unknown

_1252820148.unknown

_1252820219.unknown

_1252820075.unknown

_1252819912.unknown

_1252819965.unknown

_1252819878.unknown

_1252819123.unknown

_1252819651.unknown

_1252819741.unknown

_1252819789.unknown

_1252819686.unknown

_1252819561.unknown

_1252819602.unknown

_1252819509.unknown

_1252818964.unknown

_1252819081.unknown

_1252819112.unknown

_1252819061.unknown

_1252818888.unknown

_1252818930.unknown

_1252818838.unknown

_1252689776.unknown

_1252817878.unknown

_1252818591.unknown

_1252818666.unknown

_1252818728.unknown

_1252818627.unknown

_1252818134.unknown

_1252818519.unknown

_1252817910.unknown

_1252817620.unknown

_1252817767.unknown

_1252817793.unknown

_1252817666.unknown

_1252690025.unknown

_1252690118.unknown

_1252690329.unknown

_1252690411.unknown

_1252690588.unknown

_1252690256.unknown

_1252690075.unknown

_1252689869.unknown

_1252689997.unknown

_1252689818.unknown

_1252673779.unknown

_1252684226.unknown

_1252689687.unknown

_1252689718.unknown

_1252689626.unknown

_1252673876.unknown

_1252674082.unknown

_1252673835.unknown

_1252673511.unknown

_1252673626.unknown

_1252673694.unknown

_1252673573.unknown

_1252673318.unknown

_1252673364.unknown

_1252673203.unknown

_1153124629.unknown

_1153125849.unknown

_1153126431.unknown

_1153128608.unknown

_1153132483.unknown

_1252672924.unknown

_1252672972.unknown

_1153133044.unknown

_1252672880.unknown

_1153132530.unknown

_1153128890.unknown

_1153129306.unknown

_1153129516.unknown

_1153132426.unknown

_1153129533.unknown

_1153129387.unknown

_1153129023.unknown

_1153129222.unknown

_1153128774.unknown

_1153128837.unknown

_1153128737.unknown

_1153127283.unknown

_1153127417.unknown

_1153128581.unknown

_1153127384.unknown

_1153126664.unknown

_1153126761.unknown

_1153126857.unknown

_1153126709.unknown

_1153126528.unknown

_1153126119.unknown

_1153126197.unknown

_1153126267.unknown

_1153126145.unknown

_1153125985.unknown

_1153126065.unknown

_1153125878.unknown

_1153125065.unknown

_1153125517.unknown

_1153125747.unknown

_1153125794.unknown

_1153125596.unknown

_1153125209.unknown

_1153125361.unknown

_1153125152.unknown

_1153124833.unknown

_1153124984.unknown

_1153124999.unknown

_1153124934.unknown

_1153124697.unknown

_1153124763.unknown

_1153124657.unknown

_1150714320.unknown

_1153123897.unknown

_1153124254.unknown

_1153124474.unknown

_1153124584.unknown

_1153124393.unknown

_1153124095.unknown

_1153124202.unknown

_1153123995.unknown

_1153123210.unknown

_1153123422.unknown

_1153123795.unknown

_1153123385.unknown

_1153123153.unknown

_1153123189.unknown

_1153123098.unknown

_1150713472.unknown

_1150714188.unknown

_1150714216.unknown

_1150714265.unknown

_1150714201.unknown

_1150713702.unknown

_1150713755.unknown

_1150714096.unknown

_1150713602.unknown

_1150712834.unknown

_1150713017.unknown

_1150713197.unknown

_1150713414.unknown

_1150713274.unknown

_1150713145.unknown

_1150712970.unknown

_1150712659.unknown

_1150712785.unknown

_1150712627.unknown

KunciJawabanIPAFisikaSMP9

Documents

Transcript of KunciJawabanIPAFisikaSMP9