SOAL LISTRIK STATIS KELAS XII

1. Diagram di bawah ini menunjukkan tiga bola kecil bermuatan dengan muatan yang berbeda.

a. Berapakah nilai perbandingan gaya antara A dan B dengan gaya antara B dan C?

b. Berapakah Resultan gaya yang bekerja pada bola B?

2. Dua buah muatan yang besar dan tandanya tidak diketahui diamati saling tolak menolak dengan gaya 1, 00 N ketika jarak pisahnya 25 cm. Berapakah gaya ini jika keduanya terpisah pada jarak:a. 50 mmb. 100 mmc. 250 mmd. 5 mm

3. Dua muatan 1,0×10−9C dan 9,0×10−9C terpisah pada jarak 30 cm. Tentukan besar gaya listrik pada masing-masing muatan, ketika berada:a. Di udarab. Dalam bahan yang permitivitas realatif 3

4. Sebuah muatan uji −5,0×10−7C diletakkan diantara dua buah muatan lainnya sehingga muatan tersebut berada 50 mm dari muatan −3,0×10−7C dan 10 mm dari muatan

−6,0×10−7C . Ketiga muatan terletak pada satu garis lurus. Berapa besar dan arah gaya pada muatan uji?

5. Dua buah muatan q1=4,0×10−8C dan q2=1,0×10

−8C terpisah pada jarak 21 cm.

a. Dimanakah seharusnya sebuah muatan −1,0×10−7C diletakkan sehingga tidak ada resultan gaya yang bekerja pada muatan tersebut?

b. Dimanakah seharusnya sebuah muatan +1,0×10−7C sehingga tidak ada resultan gaya yang bekerja pada muatan tersebut?

6. Pada keempat titik sudut sebuah persegi yang panjang sisinya 30 cm terdapat muatan berturut-turut +5 μC ,+5 μC ,−5μC ,−5 μC . Tetukan besar dan arah gaya yang terjadi pada muatan uji +5 μC yang diletakkan di pusat persegi?

7. Suatu segitiga sama sisi yang panjangnya 30 cm berada di udara. Pada titik sudut A, B, dan C berturut-turut terdapat muatan listrik −2 ,0×10−6C , +2,0×10−6C ,dan+3,0×10−6C . Tentukan besar gaya di titik C.

8. Kuat medan listrik dimana dua keping yang terpisah 5 cm adalah 2,50×105N /C . Setetes minyak bermuatan negatif dengan massa 4,50×10−4 g masuk ke dalam keping dan mencapai keseimbangan ketika minyak berada di tengah-tengah kepinga. Keping manakah yang positif?b. Hitung besar muatan minyak!c. Berapa besar gaya elektrostatik pada minyak sewaktu minyak berada 1,0 cm dari keping

bawah.

9. Dua buah muatan +1,8×10−7C dan −1,8×10−7C terpisah sejauh 60 cm. Tentukan besar dan arah kuat medan listrik di tengah-tengah kedua muatan ini!

10.

Dimanakah letak titik yang kuat medan listriknya nol?

11.

pada keempat sudut persegi didekatkan empat buah muatan yang sama. Tentukan medan listrik di pusat persegi, jika:

a. Keempat muatan tersebut positifb. Tanda keempat muatan tersebut

berselang-selingc. Tanda muatan tersebut positif-positif-

negatif-negatif berurutan dari A ke Dd. Salah satu muatan negatif, lainnya positif

12. Tiga muatan identik diletakkan pada titik sudut sebuah segitiga sama sisi yang panjangnya a (lihat gambar!)

a. Pada titik manakah dalam bidang segitiga tersebut yang kuat medan listriknya nol?

b. Berapa besar dan arah kuat medan listrik di titik p akibat dua buah muatan pada alas segitiga?

13. Gambar berikut ini menunjukkan garis-garis medan listrik untuk sistem dari dua muatan titik:

a. Tentukan jenis dari tiap muatan! (positif atau negatif)

b. Tentukan nilai perbandingan

q1q2

14. Selembar karton dengan luas 3,2m2diputar dengan poros timur barat dalam suatu daerah yang memiliki medan magnet homogen dengan E=6,2×105N /Chorizontal ke udara. Tentukan fluks listrik yang menembus bidang karena ketika karton dalam kedudukan:a. Horizontalb. Vertikal

c. Miring membentuk sudut π6rad terhadap arah utara.

15. Bola berongga pertama yang memiliki jari-jari a dan muatan q1, sepusat dengan bola berongga kedua, yang memiliki jari-jari b dan muatan q2.

a. tentukan muatan yang dilingkupi permukaan gauss yang memiliki jari-jari:(i) r<a(ii) a<r<b(iii) r>b

b. Gunakan Hukum Gauss untuk menentukan kuat medan listrik di:(i) P(ii) Q(iii) R

16. Sebuah muatan dengan besar q diletakkan pada pusat sebuah bola berongga dengan jari-jari a, yang memiliki muatan –q terdidtribusi rata pada permukaannya. Tentukan kuat medan listrik:a. Untuk semua titik di luar bolab. Untuk suatu titik di dalam bola berongga yang berjarak r dari pusat.

17. Sebuah awan berada pada potensial 8,0×106V relatif terhadap acuan tanah. Dalam suatu kilatan petir muatan 40C dipindahkan dari awan ke tanah. Tentukan energi disipasi!

18. Titik P terletak pada jarak r meter dari muatan q Coulomb. Potensial di titik P adalah 300 Volt. Kemudian muatan diperbesar menjadi dua kali semula. Tentukan potensial di titik S yang

terletak sejauh 12r dari muatan tersebut!

19. Diketahui sebuah muatan titik 4 μC .a. Tentukann potensial listrik pada jarak r=20cm dan r=50cm dari muatan tersebut!b. Berapa usaha yang diperlukan untuk meindahkan muatan 0,04 μC dari titik pada r=50cm

ke titik r=20cm?

20. Dua muatan titik diletakkan pada sumbu x, muatan 4,0 μC di titik x=5,0cm dan muatan −5 ,0μC di x=12,0cm. Hitung potensial listrik di:a. x=8cmb. x=−4cm

21.Dua buah muatan q1=5×10

−8C dan q2=−5×10−8C terpisah pada jarak d=12m . Hitunglah potensial di titik A dan titik B pada gambar!

22. Hitunglah a. Potensial listrik di titik tengah garis hubung antara dua muatan titik +500 μC dan −200 μC

yang terpisah 50cm di udara.b. Usaha yang diperlukan untk membawa muatan +2,5 μC dari titik yang jauh tak berhingga ke

titik tersebut.

23. Inti atom timah putih bermuatan +50ea. Hitung potensial listrik pada jarak 10−10mdari inti tersebut

b. Apabla proton dilepas di titik ini, berapa kecepatannya pada saat mencapai jarak 2m dari inti? (Massa proton ¿1,6×10−27Kg)

24. Gambar di bawah ini menunjukkan dua keping logam besar yang berhubungan dengan baterai 120V . Kedua keping berada dalam vakum.

a. Tentukan kuat medan listrik di antara kedua keping itu?b. Tentukan gaya yang dialami elektron yang berada di antara

kedua keping itu.c. Hitung energi potensial listrik yang hilang bila elektron

berpindah dari keping B ke keping Ad. Jika elektron dilepas di keping B, berapa kecepatan elektron

sesaat sebelum menumbuk keping A

25. Sebuah elektron (q=−1,6×10−19C ;m=9,1×10−31 Kg) ditembakkan dengan kecepatan 5×106m /s dengan arah sejajar kuat medan listrik sebesar 3000V /m. Berapa jarak yang dapat ditempuh elektron itu sebelum berhenti?

26. Hitung kuat medan listrik homogen di antara dua keping sejajar jika beda potensial keduanya 50 V dan terpisah sejauh 2,5 mm!

27. Sebuah bola logam berongga dengan jari-jari 0,20m diberi muatan 10nC . Hitung kuat medan listrik dan potensial listrik pada titik yang jaraknya dari pusat:a. 0,10mb. 0,20mc. 0,40m

28. Keping-keping sebuag kapasitor sejajar memiliki luas 40 cm2 dan terpisah pada jarak 1,0m.

(ε0=8,85×10−12C2N−1m−2 )a. Berapa kapsitansinya?b. Ketika kapasitor dihubungkan ke baterai 4,5V , berapa muatannya pada tiap keping?

29. Dua keping sejajar memiliki keping berbentuk persegi dengan sisi 10cm dan terpisah pada jarak 2cm. Tentukan kapsitas keping sejajar tersebut jika ruang antara kedua kepingnya:a. Berisi udarab. Berisi mika dengan ε r=7,0

30. Luas keping-keping dari dari sebuah kapasitor keping sejajar adalah 5,0cm2 dan terpisah sejauh 1,0mm.

a. Tentukan kapasitansinyab. Ketika kapasitor dihubungkan dengan baterai 60 V, berapakah muatan pada tiap kepingnya?c. Baterai dilepaskan dan ruang antara keping-kepingnya diisi dengan bakelit (ε r=5 ,0).

Tentukan kapasitansi, beda potensial, dan kuat medan listrik kapasitor itu sekarang!

(ε0=9,0×10−12C2N−1m−2)

31. Sebuah kapasitor dengan ruang antar kepingnya berisi udara, dihubungkan ke sebuah baterai, sehingga tiap kepingnya bermuatan 100 μC. Tanpa melepas baterai, ruang antara keping diisi dengan minyak , dan ternyata muatan tambahan 150μC mengalir lagi dari baterai menuju ke keping. Tentukan permitivitas relatif minyak.

32. Sebuah kapasitor keping sejajar memiliki luas tiap keping 2,00cm2 dan terpisah sejauh 2,00mm, dengan air berada dalam ruang antar keingnnya (ε r=80). Sebuah baterai 6,00V dihubungkan terus pada kedua keping. Hitung:a. Besar kuat medan listrik diantara kedua kepingb. Muatan pada tiap kepingc. Muatan pada tiap keping jika air dibuang dan digantikan oleh udara

33. Dua buah kapasitor masing-masing kapasitasnya 20 μF dan 50 μF disusun seri dan ujung-ujungnya dihubungkan ke abterai yang beda potensialnya 14V . Hitung:a. Kapasitor ekivalenb. Muatan ekivalenc. Muatan dan beda potensial masing-masing kapasitor

34. Kapasitor 20 μF dan 100 μF disusun paralel dan ujungnya-ujungnya dihubungkan pada sumber tegangan 5V . Hitung:a. Kapasitas ekivalenb. Muatan ekivalen c. Muatan dan beda potensial tiap kapasitor

35. Berapa banyak kapasitor 1 ,00μF harus diubungkan paralel untuk dapat menyimpan muatan 1,00C jika diberi beda potensial 110V pada ujung-ujung kapasitor?