Fisika 2: Listrik dan Magnet: latihan soal dan soal ujian

Muatan listrik, gaya dan medan, rangkaian DC, kapasitor dan rangkaian RC, serta arus bolak-balik: semester kedua fisika universitas.

Latih mata kuliah ini secara gratisLatih mata kuliah iniIkuti ujian simulasi5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.

Paket kilat (PDF)Lembar rumus, langkah-langkah metode, dan soal latihan dengan pembahasan lengkap, siap dicetak.

Topik dalam mata kuliah ini

  1. Hukum Coulomb & medan listrikgaya antara dua muatan · medan di antara dua muatan · gaya yang saling tegak lurushitungan
  2. Resistor seri & paralel3 resistor · 4 resistor · tangga 6 resistorhitungan
  3. Transien RC & RLpengisian RC · rangkaian RL · kapasitor bermuatan awalhitungan
  4. Medan magnet & induksimedan arus dan gaya magnet · partikel bermuatan, Faraday, dan Lenz · generator, induktansi, dan berkas partikelhitungan
  5. Impedansi AC & fasorRL seri · RLC seri · tegangan kapasitor dan resonansihitungan

Tips ujian untuk Fisika 2: Listrik dan Magnet

  • Gaya dan medan dari beberapa muatan dijumlahkan sebagai vektor: gambarlah masing-masing sebelum Anda menjumlahkannya.
  • Ubah µC ke C dan cm ke m sebelum menggunakan hukum Coulomb.
  • Kapasitor menahan arus DC setelah terisi penuh; konstanta waktu τ = RC menentukan seberapa cepat hal itu terjadi.
  • Untuk gaya magnet dan arus induksi, gambar ⊗ dan ⊙ serta pakai kaidah tangan kanan setiap kali: sebagian besar poin hilang karena arah yang salah.

Contoh dengan pembahasan

Hukum Coulomb & medan listrikMudah
++4 µC++1 µCr = ?

Muatan titik +4 µC dan +1 µC saling memberikan gaya 20 N. Berapa jarak r di antara keduanya? Berikan jawaban dalam cm. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +4 µCq2 = +1 µCF = 20 N

Tentukan r (cm)

Tampilkan petunjuk
  1. Susun ulang hukum Coulomb untuk r.
  2. r = √(k·|q₁·q₂|/F).
  3. r² = 0,001798 m².
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Coulomb’s law: two point charges attract or repel with F = k·|q₁·q₂|/r², with k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². The field of a point charge is E = k·|q|/r², pointing away from a positive charge and towards a negative one. Forces and fields from several charges add as vectors.

Selesaikan untuk jarak

r = √(8,99 × 10⁹·4 × 10⁻⁶·1 × 10⁻⁶/20) = 0,0424 m
r = 4,24 cm

Jawaban

r = 4,24 cm
Resistor seri & paralelSedang
R1​ = 6 ΩIR1​R3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

Cari arus IR1 yang dialirkan sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 18 VR1 = 6 ΩR2 = 3 ΩR3 = 3 ΩR4 = 6 Ω

Tentukan IR1 (A)

Tampilkan petunjuk
  1. Sederhanakan jaringan selangkah demi selangkah. Dalam seri, resistansi dijumlahkan. Dua resistor paralel digabung menjadi R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₃ dan R₄ dialiri arus yang sama, jadi keduanya seri. Cabang itu paralel dengan R₂, dan hasilnya seri dengan R₁.
  3. Req = 8,25 Ω.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Resistor seri dan paralel: dalam seri, arus yang sama mengalir di setiap resistor dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam paralel, setiap resistor punya tegangan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Jaringan tangga disederhanakan satu pasang demi satu pasang hingga tersisa satu resistansi ekuivalen.

R1​ = 6 ΩR3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Mulai dari ujung yang paling jauh dari sumber dan bergerak kembali ke arahnya. Resistor yang dialiri arus sama terhubung seri; resistor di antara dua simpul yang sama terhubung paralel.

R3 + R4 = 3 + 6 = 9 Ω
R2 ∥ 9 = 3·9/(3+9) = 2,25 Ω
Req = R1 + 2,25 = 6 + 2,25 = 8,25 Ω

Arus dari sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberi arus yang dialirkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 18/8,25 = 2,182 A

Jawaban

IR1 = 2,182 A

Cara kerja latihan

  • “Latih mata kuliah ini” mencampur soal dari semua topiknya, seperti ujian sungguhan.
  • Setiap soal memakai nilai baru, sehingga Anda mempelajari metodenya, bukan menghafal jawabannya.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil terlebih dahulu, dan penjelasan lengkap hanya jika Anda membutuhkannya.
  • Ujian simulasi memiliki batas waktu dan tanpa petunjuk, dan di akhir Anda mendapat skor serta tinjauan lengkap.

Kalkulator untuk mata kuliah ini

Kalkulator resistor seri dan paralelKalkulator pembagi teganganKalkulator konstanta waktu RCKalkulator impedansi RLCKalkulator hukum CoulombKalkulator hukum Ohm (tegangan, arus, hambatan, dan daya)Kalkulator kode warna resistor (4, 5, dan 6 gelang)Kalkulator kapasitor (seri, paralel, muatan, dan energi)Kalkulator medan magnet (kawat, loop, solenoida, dan toroida)

Mata kuliah terkait

Dasar Teknik ElektroLatihan ujian FE Electrical and ComputerRangkaian Listrik 1Rangkaian Listrik 2: rangkaian ACElektronika 1Sistem Tenaga Listrik dan Mesin ListrikPengukuran dan InstrumentasiFisika 1: Mekanika
Latih mata kuliah ini secara gratisLatih mata kuliah iniIkuti ujian simulasi5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.