SOAL LITERASI

Soal 1 (Kontekstual: Kabel Pengisi Daya HP dan Kompas)

Teks Bacaan:

Budi (17 tahun) sedang melakukan pengisian daya (charging) HP miliknya di meja belajar. Di sebelah kabel charger tersebut tergeletak sebuah kompas saku kecil. Budi mengamati bahwa ketika arus listrik mulai mengalir saat HP dihubungkan, jarum kompas yang awalnya menunjuk tepat ke arah utara-selatan tiba-tiba menyimpang/berputar sedikit. Hukum Biot-Savart menjelaskan secara kuantitatif bahwa arus listrik yang mengalir pada kawat penghantar akan menghasilkan induksi medan magnet (B) di ruang sekitarnya. Besarnya induksi magnetik di suatu titik berbanding lurus dengan kuat arus listrik dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak titik tersebut ke kawat.

Berdasarkan teks di atas, peristiwa penyimpangan jarum kompas di dekat kabel charger disebabkan oleh...

A. Kabel charger menyerap garis medan magnet bumi sehingga kompas kehilangan arah.

B. Arus listrik pada kabel menghasilkan medan magnet induksi di sekitarnya yang mempengaruhi jarum kompas.

C. Panas yang dihasilkan oleh arus listrik mengubah magnet jarum kompas menjadi kawat biasa.

D. Hambatan jenis kabel charger menarik jarum kompas secara mekanis.

E. Tegangan listrik DC dari kabel melompat langsung ke jarum kompas.

Soal 2 (Kontekstual: Jalur Kabel Listrik Bertegangan Tinggi / SUTET)

Teks Bacaan:

Warga yang tinggal di pemukiman dekat jalur Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) sering khawatir dengan paparan medan magnet. Sesuai dengan prinsip Hukum Biot-Savart pada kawat lurus panjang berarus, induksi magnetik (B) di sekitar kawat dipengaruhi oleh dua variabel utama: kuat arus listrik (I) yang mengalir dan jarak tegak lurus (a) dari kawat ke posisi pengukuran. Untuk memastikan keamanan warga, lembaga kesehatan menetapkan batas jarak minimum pemukiman dari kabel SUTET.

Mengapa memperbesar jarak rumah dari kabel SUTET efektif mengurangi paparan medan magnetik?

A. Karena menurut Hukum Biot-Savart, medan magnetik berbanding terbalik dengan jarak (B propto 1 / a), sehingga makin jauh jaraknya, makin kecil medan magnetnya.

B. Karena udara di sekitar rumah menyerap arus listrik sehingga kawat SUTET kehilangan daya magnetnya.

C. Karena medan magnet SUTET hanya bisa merambat sejauh 1 meter dari kawat kencang.

D. Karena bertambahnya jarak memperbesar kuat arus listrik yang mengalir di kawat SUTET.

E. Karena gaya gravitasi bumi menetralkan medan magnet pada jarak yang lebih jauh.

Soal 3 (Kontekstual: Kumparan Solenoida pada Kunci Pintu Otomatis / Solenoid Door Lock)

Teks Bacaan:

Pintu kamar pintar (smart door lock) di rumah menggunakan komponen elektronika berupa selenoida (kumparan kawat melingkar rapat). Ketika kunci menerima sinyal listrik, arus mengalir melalui puluhan lilitan kawat melingkar tersebut. Berdasarkan Hukum Biot-Savart, kontribusi medan magnet dari setiap elemen kawat melingkar akan saling memperkuat di pusat kumparan, menciptakan medan magnet kuat yang sanggup menarik poros besi pengunci pintu sehingga pintu terbuka secara otomatis.

Pernyataan yang paling tepat mengenai pembentukan medan magnet pada kumparan kawat melingkar berdasarkan Hukum Biot-Savart adalah...

A. Medan magnet di pusat kumparan bernilai nol karena arus dari sisi kanan dan kiri saling meniadakan.

B. Setiap elemen kecil kawat berarus memberikan kontribusi medan magnetik yang saling memperkuat di sepanjang sumbu pusat kumparan.

C. Medan magnetik hanya terbentuk di luar kumparan kawat dan tidak masuk ke bagian dalam besi pengunci.

D. Kuat medan magnetik tidak dipengaruhi oleh jumlah lilitan kawat pada kumparan.

E. Arah medan magnetik di pusat kumparan selalu sejajar dengan permukaan lingkaran kawat.


SOAL NUMERASI

Soal 4 (Kontekstual: Medan Magnet di Bawah Kabel Listrik Rumah)

Sebuah kabel lurus panjang pada instalasi listrik rumah dialiri arus listrik searah sebesar I = 10 Ampere. Tono mengukur kuat induksi magnetik pada titik yang berada tepat di bawah kabel dengan jarak a = 0,02 meter (2 cm). Diketahui permeabilitas ruang hampa miu0 = 4 phi x 10^-7 Wb/A . m

(Rumus induksi magnet kawat lurus panjang: B = (miu0 . I) / (2 phi . a)

Berapakah besar induksi magnetik (B) pada titik di bawah kabel tersebut?

A. 1 x 10^-4 Tesla

B. 2 x 10^-4 Tesla

C. 1 x 10^-5 Tesla

D. 2 x 10^-5 Tesla

E. 4 x 10^-5 Tesla

Soal 5 (Kontekstual: Medan Magnet di Pusat Kompas Melingkar)

Dalam eksperimen laboratorium fisika, sebuah kawat dibentuk menjadi lingkaran tunggal (N = 1) dengan jari-jari r = 0,1 meter (10 cm). Kawat tersebut dialiri arus listrik sebesar I = 5 Ampere.

(Rumus induksi magnet di pusat kawat melingkar: B = (mu0 . I . N) / (2 . r), dengan mu0 = 4 phi x 10^-7 Wb/A . m)

Berapakah besar induksi magnetik (B) tepat di titik pusat lingkaran kawat tersebut?

A. 1 phi x 10^-5 Tesla

B. 2 phi x 10^-5 Tesla

C. 4 phi x 10^-5 Tesla

D. 1 phi x 10^-6 Tesla

E. 2 phi x 10^-6 Tesla

Soal 6 (Kontekstual: Solenoida Penarik Katup Mesin)

Sebuah solenoida yang digunakan sebagai penggerak katup mesin memiliki panjang L = 0,2 meter (20 cm) dan terdiri dari N = 1000 lilitan kawat. Ketika mesin dinyalakan, arus listrik sebesar I = 2 Ampere mengalir melintasi solenoida tersebut.

(Rumus induksi magnet di pusat solenoida: B = (miu0 . N . I) / L, dengan miu0 = 4 phi x 10^-7 Wb/A . m)

Berapakah besar induksi magnetik ($B$) yang dihasilkan di dalam pusat solenoida tersebut?

A. 4 phi x 10^-3 Tesla

B. 2 phi x 10^-3 Tesla

C. 4 phi x 10^-4 Tesla

D. 2 phi x 10^-4 Tesla

E. 1 phi x 10^-4 Tesla


Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?