Listrik Statis : Latihan Soal dan Pembahasan Kelas XII

Soal Listrik Statis

1.   Dua buah muatan berjarak r satu sama lain, tarik-menarik dengan gaya F. Jika jarak antara muatan dijadikan dua kali semula di dalam medium yang sama, gaya tarik-menariknya akan menjadi…semula.

A.   400%

B.   200%

C.   50%

D.   25%

E.   12,5%

2.   Tiga muatan yang sama terletak pada sudut-sudut segitiga samasisi. Jika gaya antara dua muatan besarnya F, besarnya gaya total pada setiap muatan adalah…

A.   F√2

B.   2F

C.   2√F

D.   F√3

E.   0

3.   Dua buah partikel A dan B masing-masing bermuatan listrik +20μC dan +45μC terpisah dengan jarak 15 cm. Jika C adalah titik yang terletak di antara A dan B sedemikian sehingga medan di C sama dengan 0, maka letak C dari A adalah…cm

A.   2

B.   3

C.   4

D.   6

E.   9

4.   Suatu segitiga samasisi yang panjang sisinya 30 cm berada di udara. Jika di titik-titik sudut A,B dan C berturut-turut terdapat muatan listrik sebesar -2μC, 2μC dan 3μC, besar gaya Coulomb pada muatan di titik C adalah…

A.   0,6N

B.   0,7N

C.   0,8N

D.   0,9N

E.   1,0N

5.   Pada titik-titik sudut A,B,C dan D sebuah bujur sangkar ABCD dengan sisi a berturut-turut ditempatkan muatan +q,-q,-q dan –q. Muatan +q akan mengalami resultan gaya dari muatan lain sebesar x, dengan x adalah…

A.   √2

B.   √2 + 2

C.   √2/2

D.   √2 + 1/2

E.   √2/2 +1/2

6.   Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas sebesar 5μF jika ada udara di antara keping-kepingnya dan 30μF jika antara keping-kepingnya ditempatkan lembaran porselin. Konstanta dielektrik porselin sama dengan…

A.   0,17

B.   6

C.   25

D.   30

E.   60

7.   Pada titik sudut B dan D sebuah persegi ABCD masing-masing diletakkan sebuah muatan +q. Agar kuat medan listrik di titik A sama dengan nol, di titik C harus diletakkan sebuah partikel bermuatan…

A.   –q

B.   +q

C.   -q√2

D.   +q√2

E.   -2q√2

8.   Sebuah muatan Q ditempatkan pada kapasitor C pada beda potensial V. Tenaga potensial yang tersimpan pada kapasitor mempunyai nilai…

A.   QV²/2

B.   CV/2

C.   VC²/2

D.   Q²/2C

E.   VQ²/2

9.   Sebuah elektron (m=9 x 10^-31 kg dan q=-1,6 x 10^-19 C) bergerak dari katode dengan kecepatan awal nol menuju anode. Jika beda potensial anode-katode 4.500 volt, kecepatan elektron saat tiba di anode adalah…

A.   4 x 10⁶ m/s

B.   4 x 10⁷ m/s

C.   4 x 10⁸ m/s

D.   4 x 10⁹ m/s

E.   4 x 10¹⁰ m/s

10. Dua pelat penghantar yang memiliki luas 1 m² diletakkan sejajar satu sama lain pada jarak 20 cm. Penghantar yang satu diberi potensial +40 V dan penghantar yang lain -40 V. Besar gaya yang dialami sebuah muatan q = 2 x 10^-2 C yang berada di antara kedua pelat tersebut adalah…newton

A.   0

B.   2

C.   4

D.   8

E.   16

11. Sebuah bola berjari-jari 20 cm memiliki muatan +100μC. Potensial listrik sebuah titik berjarak 30 cm dari permukaan bola tersebut adalah…

A.   1,8 V

B.   1,8 kV

C.   1,8 MV

D.   1,8 GV

E.   1,8 TV

12.  Potensial listrik pada titik pusat sebuah bola konduktor berongga adalah 600 V. Bola tersebut berada di udara (k = 9 x 10⁹ Nm² C^-2) dan jari-jari bola 3 cm. Kuat medan listrik pada permukaan bola adalah…

A.   0

B.   2 x 10³ NC^-1

C.   10⁴ NC^-1

D.   2 x 10⁴ NC^-1

E.   10⁵ NC^-1

13. Sebuah kapasitor pelat sejajar yang ruang antaranya berisi udara dan kapasitasnya C₀ dihubungkan dengan sumber tegangan V. Jika ruang di antara kedua pelat kapasitor diisi dengan mika (sumber tegangan tidak dilepas), besaran yang tidak berubah adalah…

A.   Kapasitasnya

B.   Muatannya

C.   Kuat medannya

D.   Energinya

E.   Tidak ada

14.  Untuk menyimpan muatan 1 C digunakan kapasitor yang masing-masing berkapasitas 2,5μF dan dihubungkan paralel pada beda potensial 200 V. Jumlah kapasitor yang diperlukan adalah…

A.   1000

B.   1500

C.   2000

D.   2500

E.   3000

15.  Dua pelat logam besar dengan luas 1 m² saling berhadapan satu dengan yang lain. Jarak antara keduanya 5 cm dan keduanya membawa muatan yang sama tetapi berlainan pada permukaannya. Jika medan listrik antara kedua pelat 55N/C, muatan pada pelat adalah…

A.   4,9 x 10^-20 C

B.   4,9 x 10^-16 C

C.   4,9 x 10^-12 C

D.   4,9 x 10^-10 C

E.   4,9 x 10^-8 C

16. Sebuah kapasitor terbentuk dari dua lempeng aluminium yang luas permukaannya masing-masing 1 m², dipisahkan oleh selembar kertas parafin yang tebalnya 0,1 mm dan konstanta dielektriknya 2. Jika c₀ = 9 x 10^-12C²N^-1m^-2, maka kapasitas kapasitor ini adalah…

A.   0,35 μF

B.   0,25 μF

C.   0,18 μF

D.   0,10 μF

E.   0,05 μF

17.  Kapasitor 2 mikrofarad yang berpotensial 15 V dihubungkan paralel dengan kapasitor 4 mikrofarad yang berpotensial 30 V dengan menghubungkan ujung-ujung yang bersamaan tanda muatannya, maka potensial gabungannya menjadi…

A.   45 V

B.   25 V

C.   15 V

D.   12,5 V

E.   10 V

18. Dua buah kapasitor identik yang mula-mula belum bermuatan akan dihubungkan dengan baterai 10 V. Bila hanya salah satunya saja yang dihubungkan dengan baterai 10 V tersebut, energi yang tersimpan dalam kapasitor adalah E. Energi yang akan tersimpan bila kedua kapasitor tadi dihubungkan seri dengan baterai adalah…

A.   E/4

B.   E/2

C.   E

D.   2E

E.   4E

19. Sebuah kapasitor dengan kapasitansi 10^-5 F yang pernah dihubungkan beberapa saat lamanya pada beda potensial 500 V, kedua ujungnya dihubungkan dengan ujung-ujung kapasitor lain dengan kapasitansi 4 x 10^-5 F yang tidak bermuatan. Energi yang tersimpan dalam kedua kapasitor adalah…

A.   0,25 J

B.   0,50 J

C.   0,75 J

D.   1,25 J

E.   1,50 J

20.   Dua kapasitor pelat sejajar dengan kapasitas masing-masing 1 mikrofarad dan 2 mikrofarad dimuati dengan cara disambungkan dengan sebuah baterai 5 volt. Setelah itu keduanya dilepaskan dari baterai dan disambungkan dengan sebuah kabel sedemikian sehingga pelat yang muatannya berlawanan tanda terhubungkan. Tegangan listrik akhir antara pelat pada kapasitor 2 mikrofarad besarnya… V

A.   0

B.   0,6

C.   1,7

D.   3,3

E.   5