LATIHAN SOAL LISTRIK STATIS MATERI SMA KELAS XII

LATIHAN SOAL "LISTRIK STATIS"

(1)   UN Fisika 2008 P4 No. 28
Kapasitor X, Y dan Z dirangkai seperti pada gambar! 

Bila saklar S ditutup selama 5 menit , energi listrik yang tersimpan pada kapasitor Z adalah....
A. 144 J
B. 720 J
C. 864 J
D. 1.728 J
E. 4.320 J

(2) UN Fisika 2009 P04 No. 27
Nilai kapasitas kapasitor keping sejajar dengan luas penampang (A); jarak kedua keping (d); dan bahan dielektrikum (K₁) bila dihubungkan pada beda potensial V adalah C farad.
Untuk meningkatkan nilai kapasitas kapasitor menjadi dua kali semula dengan beberapa cara antara lain:
1. Menambah luas penampang keping
2. Mendekatkan kedua keping
3. Mengganti bahan dielektrikum (K₂) dengan K₂ > K₁
4. Meningkatkan beda potensial kedua keping
Pernyataan yang benar adalah.....
A. 1, 2 dan 3
B. 1, 3 dan 4
C. 2, 3 dan 4
D. 1 dan 3 saja
E. 2 dan 4 saja

(3) UN Fisika 2010 P04 No. 27
Perhatikan faktor-faktor berikut ini!
(1) konstanta dielektrik
(2) tebal pelat
(3) luas pelat
(4) jarak kedua pelat
Yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keping sejajar jika diberi muatan adalah….
A. (1) dan (2) saja
B. (3) dan (4) saja
C. (1), (2), dan (3)
D. (1), (2), dan (4)
E. (1), (3), dan (4)

(4) UN Fisika 2010 P37 No. 27
Perhatikan faktor-faktor berikut ini!
(1) konstanta dielektrik
(2) tebal pelat
(3) luas pelat
(4) jarak kedua pelat

Yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keping sejajar jika diberi muatan adalah….
A. (1) dan (2) saja
B. (3) dan (4) saja
C. (1), (2), dan (3)
D. (1), (2), dan (4)
E. (1), (3), dan (4)

(5) UN Fisika 2012 A86 No. 30
Perhatikan kapasitor keping sejajar berikut!

Bahan dielektrik yang disisipkan memiliki konstanta dielektrik 2. Angka perbandingan kapasitas kapasitor (1) dan (2) adalah…..
A. 1 : 2
B. 3 : 4
C. 4 : 3
D. 5 : 6
E. 6 : 5

(6) UN Fisika 2013
Perhatikan gambar rangkaian kapasitor di bawah ini!

 

 Besar energi kapasitor total pada rangkaian adalah…
A. 0,5 J
B. 1,0 J
C. 2,0 J
D. 2,5 J
E. 4,0 J

(7) UN Fisika 2014
Perhatikan rangkaian di bawah! 

 

Besar muatan pada kapasitor C₁ adalah….
A. 36 coulomb
B. 18 coulomb
C. 8 coulomb
D. 6 coulomb
E. 4 coulomb

(8) UN Fisika 2008 P4 No. 27
Muatan listrik +q₁ = 10 μC ; +q₂= 20 μC dan q₃ terpisah seperti pada gambar di udara: 

Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q₂ = nol maka muatan q₃ adalah....
A. + 2,5 μC
B. − 2,5 μC
C. + 25 μC
D. − 25 μC
E. + 4 μC

(9) UN Fisika 2009 P04 No. 25
Titik A dan B masing-masing bermuatan listrik −10 μ C + 40 μ C. mula-mula kedua muatan diletakkan terpisah 0,5 meter sehingga timbul gaya Coulomb F Newton. Jika jarak A dan B diubah menjadi 1,5 meter, maka gaya Coulomb yang timbul adalah....
A. ¹/₉ F
B. ¹/₃ F
C. ³/₂ F
D. 3 F
E. 9 F

(10) UN Fisika 2009 P04 No. 26
Dua partikel P dan Q terpisah pada jarak 9 cm seperti gambar.

 

Letak titik yang kuat medannya nol adalah.....
A. 3 cm di kanan P
B. 6 cm di kanan P
C. 3 cm di kiri P
D. 4 cm di kanan P
E. 4 cm di kiri P

(11) UN Fisika 2009 P45 No. 25
Tiga muatan listrik disusun seperti gambar.
 

Agar muatan uji P bebas dari pengaruh gaya elektrostatik muatan Q₁ dan Q₂, maka nilai x adalah ...
A. 4 cm
B. 5 cm
C. 6 cm
D. 7 cm
E. 8 cm 

(12) UN Fisika 2009 P45 No. 26
Perhatikan gambar di bawah ini!

 

 Jika sebuah muatan +Q terletak antara A dan B, dimanakah muatan +Q harus diletakkan sehingga gaya coulumb yang dialaminya nol?
A. 3 cm dari muatan B
B. 4 cm dari muatan B
C. 5 cm dari muatan B
D. 3 cm dari muatan A
E. 6 cm dari muatan A 

(13) UN Fisika 2010 P04 No. 25
Tiga buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar.

 

 Resultan gaya yang bekerja pada muatan +q adalah F₁. Jika muatan − 2 q digeser menjauhi muatan + q sejauh a, maka resultan gaya yang bekerja pada muatan +q menjadi F₂. Nilai perbandingan F₁ dengan F₂ adalah....
A. 2 : 5
B. 5 : 2
C. 5 : 8
D. 8 : 1
E. 8 : 5

(14) UN Fisika 2010 P04 No. 26
Titik A terletak di tengah-tengah dua buah muatan yang sama besar tetapi berlainan jenis yang terpisah sejauh a. Besar kuat medan listrik di titik A saat itu 36 NC^{– 1} . Jika titik A tersebut digeser ¹/₄ a mendekati salah satu muatan maka besar kuat medan listrik di titik A setelah digeser menjadi....
A. 4 NC ⁻¹
B. 16 NC ⁻¹
C. 32 NC ⁻¹
D. 40 NC ⁻¹
E. 80 NC ⁻¹

 
(15) UN Fisika 2010 P37 No. 32
Perhatikan gambar berikut!

Pada titik A dan B terdapat muatan titik, jarak AB = 2 AC dan AC = 2 CD. Jika kuat medan listrik di C sebesar E, maka kuat medan listrik di titik D sebesar….
A. ^{20 E}/₃
B. ^{10 E}/₃
C. ^{6 E}/₃
D. ^{20 E}/₉
E. ^{5 E}/₆

 
(16) UN Fisika 2010 P37 No. 33
Dua muatan listrik yang besarnya sama, namun berlainan tanda terpisah pada jarak r sehingga timbul gaya elektrostatis sebesar F seperti gambar di bawah ini!
 

 Jika jarak kedua muatan dijadikan 3r, maka gaya elektroststis yang bekerja pada tiap muatan adalah….
A. 9 F
B. 3 F
C. F
D. ¹/₃ F
E. ¹/₉ F

(17) UN Fisika 2011 P12 No. 29
Dua partikel masing-masing bermuatan q_A = 1 μC dan q_B = 4 μC diletakkan terpisah sejauh 4 cm (k = 9 x 10⁹ N m² C⁻²). Besar kuat medan listrik di tengah-tengah q_A dan q_B adalah.....
A. 6,75 x 10⁷ N. C⁻¹
B. 4,50 x 10⁷ N. C⁻¹
C. 4,20 x 10⁷ N. C⁻¹
D. 3,60 x 10⁷ N. C⁻¹
E. 2,25 x 10⁷ N. C⁻¹

 
(18) UN Fisika 2011 P12 No. 30
Perhatikan gambar di bawah. Ketiga muatan listrik q₁, q, dan q₂ adalah segaris.
 
 

Bila q = 5,0 μC dan d = 30 cm, maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q adalah....(k = 9 x 10⁹ N m² C⁻²)
A. 7,5 N menuju q₁
B. 7,5 N menuju q₂
C. 15 N menuju q₁
D. 22,5 N menuju q₁
E. 22,5 N menuju q₂

(19) UN Fisika 2012 A86 No. 28
Tiga buah muatan listrik disusun seperti gambar.
 
 

Besar dan arah gaya coulomb pada muatan B adalah….(k = 9 × 10⁹ Nm² ⋅ C ^{– 2} , 1μC = 10 ^{– 6} C)
A. 2,5 kQ²r ^–2 ke kiri
B. 2,5 kQ²r ^–2 ke kanan
C. 2 kQ²r ^–2 ke kiri
D. 2 kQ²r ^–2 ke kanan
E. 1 kQ²r ^–2 ke kiri

(20) UN Fisika 2012 A86 No. 29
Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah sejauh 30 cm. Kuat medan listrik nol terletak pada titik yang berjarak….(k = 9 × 10⁹ Nm² ⋅ C ^{– 2} , 1μC = 10 ^{– 6} C)

A. 10 cm di kiri B
B. 10 cm di kanan A
C. 10 cm di kiri A
D. 40 cm di kanan B
E. 40 cm di kiri A

(21) UN Fisika 2013
Gambar melukiskan bolaA dan B bermuatan listrik statik dengan k = 9 × 10⁹ N.m².C^–2!
   

Kuat medan listrik di titik P adalah….
A. 4,5 ⋅ 10⁶ NC^–1
B. 2,5 ⋅ 10⁶ NC^–1
C. 1,5 ⋅ 10⁶ NC^–1
D. 1,0 ⋅ 10⁶ NC^–1
E. 0,5 ⋅ 10⁶ NC^–1

 
(22) UN Fisika 2013
Muatan A dan B terpisah satu sama lain seperti pada gambar (k = 9 × 10⁹ N.m².C^–2 dan 1 μC = 10^–6 C).
   
 

Muatan q_B = 2 μC mengalami gaya Coulomb F = 400 N. Kemudian q_B dipindahkan ke titik P, besar gaya Coulomb menjadi….
A. 66,7 N
B. 90,0 N
C. 225 N
D. 3.600 N
E. 6.400 N

(23) UN Fisika 2014
Perhatikan gambar berikut ini!
  
 

Tiga muatan Q₁, Q₂, dan Q₃ berada pada segitiga ABC, siku-siku di B. Panjang AB = BC = 30 cm. Diketahui k = 9 ⋅ 10⁹ N ⋅ m² ⋅C⁻² dan 1μC = 10⁻⁶, maka besar gaya yang terjadi pada muatan Q₁ adalah….
A. 3 N
B. 5 N
C. 7 N
D. 10 N
E. 12 N

(24) UN Fisika 2014
Dua muatan – 25 Q dan + 4 Q terpisah pada jarak r seperti pada gambar.
  
 

Letak titik yang kuat medan listriknya nol adalah….
A. 2r/3 di sebelah kiri muatan – 25 Q
B. 2r/3 di sebelah kiri muatan +4 Q
C. 2r/5 di sebelah kanan muatan – 25 Q
D. 2r/5 di sebelah kanan muatan +4 Q
E. ditengah-tengah garis hubung muatan

(25) UN Fisika 2014
Sebuah bola konduktor berongga berjari-jari (R) dan bermuatan listrik (Q) besarnya nilai potensial listrik di dalam bola (V_D) di permukaan (V_T) dan di luar (V_L) adalah...
A. V_D < V_T < V_L
B. V_D > V_T > V_L
C. V_D = V_T > V_L
D. V_D < V_T = V_L
E. V_D < V_T > V_L

_Essay

Soal No. 1
Dua buah partikel bermuatan berjarak R satu sama lain dan terjadi gaya tarik-menarik sebesar F.

Jika jarak antara kedua muatan dijadikan 4 R, tentukan nilai perbandingan besar gaya tarik-menarik yang terjadi antara kedua partikel terhadap kondisi awalnya!

Soal No. 2
Tiga buah muatan A, B dan C tersusun seperti gambar berikut!

Jika Q_A = + 1 μC, Q_B = − 2 μC ,Q_C = + 4 μC dan k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} tentukan besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B !

Soal No. 3
Dua buah muatan tersusun seperti gambar berikut!

 Jika Q₁ = + 1 μC, Q₂ = − 2 μC dan k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} tentukan besar dan arah kuat medan listrik pada titik P yang terletak 4 cm di kanan Q₁ ! 

Soal No. 4
Gambar berikut adalah susunan tiga buah muatan A, B dan C yang membentuk suatu segitiga dengan sudut siku-siku di A.

Jika gaya tarik-menarik antara muatan A dan B sama besar dengan gaya tarik-menarik antara muatan A dan C masing-masing sebesar 5 F, tentukan resultan gaya pada muatan A ! 

Soal No. 5
Tiga buah muatan membentuk segitiga sama sisi seperti gambar berikut. Jarak antar ketiga muatan masing-masing adalah 10 cm.

 Jika Q₁ = + 1 C, Q₂= Q₃ = − 2 C dan k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} tentukan besar resultan gaya Coulomb pada muatan Q₁ !

Soal No. 6
Dua buah muatan masing - masing Q₁ = 1 μC dan Q₂ = 4 μC terpisah sejauh 10 cm.

 

Tentukan letak titik yang memiliki kuat medan listrik nol !(Tipikal Soal UN)

Soal No. 7
Muatan A + 9 C dan muatan B −16 C terpisah sejauh 1 meter seperti gambar berikut. Tentukan letak titik C, dimana kuat medan listrik sama dengan nol!


 

Soal No. 8
Perhatikan gambar tiga buah muatan yang berada di sekitar titik P berikut! 

Jika k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} , Q₁ = + 10⁻¹² C, Q₂ = + 2 x 10⁻¹² C dan Q₃ = - 10⁻¹² C, tentukan besar potensial listrik pada titik P !

Soal No. 9
8 buah muatan listrik 4 diantaranya sebesar + 5 C dan 4 lainnya adalah − 5 C tersusun hingga membentuk suatu kubus yang memiliki sisi sepanjang r.

 Tentukan besar potensial listrik di titik P yang merupakan titik berat kubus !

Soal No. 10
Dua buah partikel dengan besar muatan yang sama digantung dengan seutas tali sehingga tersusun seperti gambar berikut!

Jika tan θ = 0,75 dan besar tegangan pada masing-masing tali adalah 0,01 N, tentukan besar gaya tolak - menolak antara kedua partikel!

Soal No. 11
Sebuah partikel yang bermuatan negatif sebesar 5 Coulomb diletakkan diantara dua buah keping yang memiliki muatan berlawanan.

 Jika muatan tersebut mengalami gaya sebesar 0,4 N ke arah keping B, tentukan besar kuat medan listrik dan jenis muatan pada keping A !

Soal No. 12
Sebuah bola berongga memiliki muatan sebesar Q Coulomb dan berjari-jari 10 cm. 

Jika besar potensial listrik pada titik P adalah (kQ / x ) volt, tentukan nilai x !

Soal No. 13
Tentukan besarnya usaha untuk memindahkan muatan sebesar positif sebesar 10 μC dari beda potensial 230 kilovolt ke 330 kilovolt !

Soal No. 14
Perhatikan gambar berikut ! E adalah kuat medan listrik pada suatu titik yang ditimbulkan oleh bola berongga yang bermuatan listrik + q.

 Tentukan besar kuat medan listrik di titik P, Q dan R jika jari-jari bola adalah x dan titik R berada sejauh h dari permukaan bola!

Soal No. 15
Sebuah partikel bermassa m dan bermuatan negatif diam melayang diantara dua keping sejajar yang berlawanan muatan.

 Jika g adalah percepatan gravitasi bumi dan Q adalah muatan partikel tentukan nilai kuat medan listrik E antara kedua keping dan jenis muatan pada keping Q !

Soal essay capasitor

1.       Sebuah kapasitor dari dua lempeng sejajar berjarak 1 mm luas salah satu lempeng = 28,26 cm², berapa mmF kapasitas kapasitor, apabila :

a)  Bahan dielektrikum udara.

b)  Bahan dielektrikumnya mika (K=7)

2.      Sebuah kapasitor dari dua lempeng sejajar di beri muatan listrik, sehingga potensialnya = 0,4 KV. Jarak antara kedua keping = 2 mm. Tetapan dielektrikum = 8,85.10^-12. Tentukan rapar energi kapasitor.

3.      Sebuah kapasitor keping sejajar menggunakan bahan dielektrikum udara, kapasitasnya  6 mF. Berapa energi yang tersimpan dalam kapasitor tersebut apabila :

a)  Menggunakann bahan dielektrikum silika yang konstanta dielektrikumnya adalah

4 dan diberi potensial 10 Volt.

b)  Apabila jaraknya anatara dua keping dijauhkan 1,5 kalii jarak semula dan diberi

beda potensial 10 Volt.

Sebuah kapasitor keping yang jaraknya antara keping-kepingnya adalah 5 milimeter, dengan bahan dielektrikum  udara kapasitor  diberi muatan listrik hingga potensialnya = 600 Volt. Jika jarak antara dua keping dijauhkan sehingga menjadi 1 cm dan diantara

4.      kedua keping sekarang disisipkan suatu bahan dielektrikum baru, sehingga potensial  antara kedua keping menurun menjadi 400 Volt. Berapa konstanta bahan tersebut ?