Kumpulan Contoh Soal Taklukkan Fisika Listrik! 32 Contoh Soal Pilihan Ganda, Esai, & Lainnya Dijamin Bikin Kamu Jago!
Pilihan Ganda
1. 1. Arus listrik 2 A mengalir melalui kawat penghantar yang memiliki beda potensial 12 V. Besar hambatan kawat tersebut adalah…
A. 6 Ω
B. 10 Ω
C. 14 Ω
D. 24 Ω
2. 2. Dua buah muatan listrik masing-masing +4 μC dan -8 μC terpisah sejauh 3 cm. Gaya Coulomb yang terjadi antara kedua muatan tersebut adalah… (k = 9 × 10⁹ N m²/C²)
A. 320 N
B. 240 N
C. 160 N
D. 80 N
3. 3. Sebuah lampu bertuliskan 60 W/220 V. Hambatan lampu tersebut adalah…
A. 4840 Ω
B. 806.67 Ω
C. 484 Ω
D. 80.67 Ω
4. 4. Tiga buah resistor masing-masing 2 Ω, 3 Ω, dan 5 Ω dihubungkan secara seri. Hambatan total rangkaian adalah…
A. 1/10 Ω
B. 10 Ω
C. 30 Ω
D. 1/30 Ω
5. 5. Tiga buah resistor masing-masing 2 Ω, 3 Ω, dan 6 Ω dihubungkan secara paralel. Hambatan total rangkaian adalah…
A. 11 Ω
B. 1 Ω
C. 1/11 Ω
D. 1/6 Ω
6. 6. Hukum Kirchhoff I menyatakan bahwa…
A. Jumlah arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut.
B. Jumlah beda potensial dalam suatu rangkaian tertutup sama dengan nol.
C. Arus berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan.
D. Gaya antara dua muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.
7. 7. Satuan energi listrik dalam SI adalah…
A. Volt
B. Ampere
C. Watt
D. Joule
8. 8. Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik adalah…
A. Voltmeter
B. Amperemeter
C. Ohmmeter
D. Galvanometer
9. 9. Medan magnet di sekitar kawat lurus berarus listrik dapat ditentukan dengan kaidah…
A. Tangan kanan
B. Tangan kiri
C. Jempol kanan
D. Jempol kiri
10. 10. Besarnya gaya Lorentz yang bekerja pada kawat berarus dalam medan magnet berbanding lurus dengan…
A. Kuat arus, panjang kawat, kuat medan magnet, dan sinus sudut apit.
B. Kuat arus, panjang kawat, dan cosinus sudut apit.
C. Kuat arus dan kuadrat panjang kawat.
D. Kuat medan magnet dan kuadrat jarak.
11. 11. Sebuah setrika listrik memiliki daya 300 W dan digunakan selama 2 jam. Energi listrik yang terpakai adalah…
A. 0.6 kWh
B. 600 kWh
C. 300 kWh
D. 600 J
12. 12. Bahan yang memiliki hambatan jenis sangat kecil dan mudah menghantarkan listrik disebut…
A. Isolator
B. Semikonduktor
C. Konduktor
D. Dielektrik
13. 13. Muatan listrik dapat berpindah dari satu benda ke benda lain melalui peristiwa…
A. Induksi
B. Konduksi
C. Gesekan
D. Semua benar
14. 14. Jika sebuah kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan, maka…
A. Arus akan mengalir terus-menerus.
B. Kapasitor akan menyimpan muatan listrik.
C. Kapasitor akan berfungsi sebagai penghantar sempurna.
D. Tidak ada arus yang mengalir sama sekali.
15. 15. Sebuah transformator step-up memiliki 100 lilitan primer dan 500 lilitan sekunder. Jika tegangan primer 20 V, tegangan sekunder adalah…
A. 4 V
B. 20 V
C. 100 V
D. 500 V
16. 16. Generator adalah alat yang mengubah energi…
A. Listrik menjadi mekanik
B. Mekanik menjadi listrik
C. Kimia menjadi listrik
D. Listrik menjadi panas
17. 17. Yang bukan merupakan faktor yang mempengaruhi besar hambatan suatu kawat penghantar adalah…
A. Panjang kawat
B. Luas penampang kawat
C. Jenis bahan kawat
D. Beda potensial
18. 18. Apa yang terjadi jika dua kutub magnet yang senama didekatkan?
A. Saling tarik-menarik
B. Saling tolak-menolak
C. Tidak terjadi apa-apa
D. Saling meniadakan
19. 19. Dalam rangkaian listrik AC, komponen yang dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet adalah…
A. Resistor
B. Kapasitor
C. Induktor
D. Dioda
20. 20. Seutas kawat penghantar dialiri arus listrik 0.5 A selama 20 detik. Jumlah muatan listrik yang mengalir adalah…
A. 10 C
B. 0.025 C
C. 40 C
D. 100 C
Isian Singkat
1. 1. Bunyi Hukum Ohm adalah…
2. 2. Rumus untuk mencari daya listrik adalah P = …
3. 3. Alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC adalah…
4. 4. Jika sebuah kawat lurus dialiri arus listrik, maka di sekitarnya akan timbul…
5. 5. Besar muatan elementer satu elektron adalah… C.
Uraian
1. 1. Jelaskan perbedaan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel dalam konteks hambatan total dan arus yang mengalir pada masing-masing komponen!
2. 2. Sebuah bola konduktor berongga memiliki jari-jari 10 cm dan diberi muatan 5 μC. Tentukan kuat medan listrik:
a. Di dalam bola (r < 10 cm)
b. Di permukaan bola (r = 10 cm)
c. Di luar bola (r = 20 cm)
3. 3. Sebutkan dan jelaskan tiga cara untuk membuat magnet!
4. 4. Jelaskan prinsip kerja dan fungsi utama dari transformator!
5. 5. Sebuah kawat penghantar panjangnya 10 m digerakkan dengan kecepatan 2 m/s memotong tegak lurus medan magnet homogen sebesar 0.5 T. Jika hambatan rangkaian 2 Ω, hitunglah besar GGL induksi dan arus induksi yang timbul!
Mencocokkan
1. 1. Cocokkan istilah berikut dengan definisinya!
A. Volt
B. Ampere
C. Ohm
D. Watt
1. Satuan daya listrik
2. Satuan kuat arus listrik
3. Satuan beda potensial listrik
4. Satuan hambatan listrik
2. 2. Cocokkan rumus berikut dengan besaran fisika yang diukurnya!
A. V = I × R
B. Q = I × t
C. W = P × t
D. F = k × q₁q₂ / r²
1. Hukum Coulomb (Gaya listrik)
2. Energi listrik
3. Hukum Ohm (Tegangan)
4. Muatan listrik
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Pilihan Ganda
1. A
Pembahasan: Menggunakan Hukum Ohm, R = V/I = 12 V / 2 A = 6 Ω.
2. A
Pembahasan: F = k × |q₁q₂| / r² = 9 × 10⁹ × (4 × 10⁻⁶ × 8 × 10⁻⁶) / (3 × 10⁻²)² = 9 × 10⁹ × 32 × 10⁻¹² / 9 × 10⁻⁴ = 32 × 10¹ = 320 N.
3. B
Pembahasan: P = V² / R, maka R = V² / P = (220 V)² / 60 W = 48400 / 60 = 806.67 Ω.
4. B
Pembahasan: Untuk rangkaian seri, R_total = R₁ + R₂ + R₃ = 2 + 3 + 5 = 10 Ω.
5. B
Pembahasan: Untuk rangkaian paralel, 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ = 1/2 + 1/3 + 1/6 = 3/6 + 2/6 + 1/6 = 6/6 = 1. Maka R_total = 1 Ω.
6. A
Pembahasan: Hukum Kirchhoff I (Hukum Arus Kirchhoff) berkaitan dengan kekekalan muatan listrik pada titik percabangan.
7. D
Pembahasan: Joule adalah satuan energi dalam Sistem Internasional (SI).
8. B
Pembahasan: Amperemeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik.
9. A
Pembahasan: Kaidah tangan kanan digunakan untuk menentukan arah medan magnet di sekitar kawat berarus.
10. A
Pembahasan: Rumus gaya Lorentz adalah F = B I L sin θ.
11. A
Pembahasan: Energi (W) = Daya (P) × Waktu (t). W = 300 W × 2 jam = 600 Wh = 0.6 kWh.
12. C
Pembahasan: Konduktor adalah bahan yang mudah menghantarkan listrik.
13. D
Pembahasan: Perpindahan muatan dapat terjadi melalui induksi, konduksi (sentuhan), dan gesekan.
14. B
Pembahasan: Fungsi utama kapasitor adalah menyimpan muatan listrik.
15. C
Pembahasan: Vp/Vs = Np/Ns → 20/Vs = 100/500 → 20/Vs = 1/5 → Vs = 20 × 5 = 100 V.
16. B
Pembahasan: Generator menghasilkan energi listrik dari energi mekanik.
17. D
Pembahasan: Beda potensial (tegangan) mempengaruhi arus yang mengalir, bukan besar hambatan intrinsik kawat. Hambatan (R) = ρL/A.
18. B
Pembahasan: Kutub magnet yang senama (misalnya Utara-Utara atau Selatan-Selatan) akan tolak-menolak.
19. C
Pembahasan: Induktor menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.
20. A
Pembahasan: Q = I × t = 0.5 A × 20 s = 10 C.
Isian Singkat
1. Kuat arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar sebanding dengan beda potensial (tegangan) antara kedua ujung penghantar tersebut dan berbanding terbalik dengan hambatannya.
2. P = V × I atau P = I² × R atau P = V² / R.
3. Transformator.
4. Medan magnet.
5. 1.6 × 10⁻¹⁹.
Uraian
1. Rangkaian seri: Hambatan total adalah jumlah semua hambatan (R_total = R₁ + R₂ + …). Arus yang mengalir pada setiap komponen adalah sama. Rangkaian paralel: Kebalikan hambatan total adalah jumlah kebalikan setiap hambatan (1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + …). Beda potensial (tegangan) pada setiap komponen adalah sama, sedangkan arus terbagi.
2. a. Di dalam bola (r < 10 cm): E = 0 (karena muatan hanya tersebar di permukaan konduktor).
b. Di permukaan bola (r = 10 cm): E = kQ/r² = 9 × 10⁹ × 5 × 10⁻⁶ / (0.1)² = 9 × 10⁹ × 5 × 10⁻⁶ / 0.01 = 45 × 10³ / 0.01 = 4.5 × 10⁶ N/C.
c. Di luar bola (r = 20 cm): E = kQ/r² = 9 × 10⁹ × 5 × 10⁻⁶ / (0.2)² = 9 × 10⁹ × 5 × 10⁻⁶ / 0.04 = 45 × 10³ / 0.04 = 1.125 × 10⁶ N/C.
3. 1. Menggosok: Menggosokkan magnet permanen pada bahan feromagnetik (misalnya besi) secara searah dan berulang-ulang akan membuat bahan tersebut menjadi magnet.
2. Induksi: Mendekatkan bahan feromagnetik pada magnet permanen tanpa menyentuh. Medan magnet dari magnet permanen akan menginduksi sifat kemagnetan pada bahan tersebut.
3. Arus Listrik (Elektromagnet): Mengalirkan arus listrik melalui kumparan kawat yang meliliti inti feromagnetik (misalnya besi). Medan magnet akan terbentuk selama arus mengalir.
4. Prinsip kerja transformator didasarkan pada induksi elektromagnetik. Ketika arus AC mengalir melalui kumparan primer, ia menghasilkan medan magnet bolak-balik. Medan magnet ini menginduksi GGL (Gaya Gerak Listrik) pada kumparan sekunder. Fungsi utamanya adalah untuk menaikkan (step-up) atau menurunkan (step-down) tegangan AC tanpa mengubah frekuensi. Ini penting untuk transmisi daya listrik jarak jauh (step-up) dan penggunaan alat elektronik (step-down).
5. GGL induksi (ε) = B L v sin θ. Karena tegak lurus, sin θ = sin 90° = 1. ε = 0.5 T × 10 m × 2 m/s = 10 V. Arus induksi (I) = ε / R = 10 V / 2 Ω = 5 A.
Mencocokkan
1. A-3, B-2, C-4, D-1
2. A-3, B-4, C-2, D-1