SEKOLAHSMA

Listrik Statis

Fisika SMA · Kelas 12 · Fase F

Muatan listrik, hukum Coulomb, medan listrik, potensial listrik, energi potensial listrik, kapasitor (pelat sejajar, rangkaian seri & paralel), dan dielektrik.

Konsep kunci yang dipelajari

  • hukum Coulomb F = k.q1.q2/r^2; k = 9 x 10^9 N.m^2/C^2
  • medan listrik E = F/q = k.Q/r^2 (titik); arah dari + ke -
  • potensial listrik V = k.Q/r; energi potensial U = k.q1.q2/r
  • kapasitor pelat sejajar C = epsilon0.A/d; energi W = 1/2.C.V^2
  • kapasitor seri 1/C_total = sum 1/C_i; paralel C_total = sum C_i
  • dielektrik: C' = K.C0 (K = konstanta dielektrik bahan)

Contoh soal Listrik Statis dan pembahasannya

5 soal pilihan ganda berikut diambil dari bank soal SekolahSMA, lengkap dengan pembahasan langkah demi langkah. Coba kerjakan dulu sebelum membaca pembahasannya.

SOAL 1

Hukum kekekalan muatan listrik menyatakan bahwa...

  1. A. muatan total dalam sistem terisolasi selalu tetap ✓ Jawaban benar
  2. B. muatan listrik selalu bertambah seiring waktu
  3. C. muatan negatif berubah jadi positif jika dipanaskan
  4. D. muatan listrik bisa hilang sendirinya di vakum
  5. E. muatan hanya kekal pada konduktor logam
Pembahasan

Konsep: Untuk Hukum kekekalan muatan: ingat rumus utama elektrostatika: Coulomb F=k.q1.q2/r² (1/r²), medan E=k.Q/r² (1/r²), potensial V=k.Q/r (1/r), energi U=k.q1.q2/r (1/r). Jawaban benar: A. Tips: Untuk Hukum kekekalan muatan: ingat rumus utama elektrostatika: Coulomb F=k.q1.q2/r² (1/r²), medan E=k.Q/r² (1/r²), potensial V=k.Q/r (1/r), energi U=k.q1.q2/r (1/r). Mnemonic: F dan E pakai 1/r², V dan U pakai 1/r. k=, e= C, kapasitansi C=Q/V (Farad), dielektrik C'=eps_r., plat sejajar E=V/d homogen, Gauss Phi=Q_dalam/eps_0. Rincian jawaban A: muatan total dalam sistem terisolasi selalu tetap, tidak bisa diciptakan atau dihilangkan

SOAL 2

Hukum Coulomb menyatakan gaya antara dua muatan titik dirumuskan...

  1. A. F = k.q1.q2/r
  2. B. F = k.q1.q2/r³
  3. C. F = k.(q1+q2)/r²
  4. D. F = k.q1.q2/r² ✓ Jawaban benar
  5. E. F = k.q1.q2.r²
Pembahasan

Konsep: Hukum Coulomb: gaya antar dua muatan titik sebanding dengan hasil kali muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Jawaban benar: D -- D benar karena rumus Coulomb F = k.q1.q2/r²: berbanding lurus dengan q1.q2 dan terbalik dengan r² (hukum kuadrat terbalik). Tips: Untuk Rumus Hukum Coulomb: ingat rumus utama elektrostatika: Coulomb F=k.q1.q2/r² (1/r²), medan E=k.Q/r² (1/r²), potensial V=k.Q/r (1/r), energi U=k.q1.q2/r (1/r). Mnemonic: F dan E pakai 1/r², V dan U pakai 1/r. k=, e= C, kapasitansi C=Q/V (Farad), dielektrik C'=eps_r., plat sejajar E=V/d homogen, Gauss Phi=Q_dalam/eps_0.

SOAL 3

Bagaimana sifat interaksi antara dua muatan listrik?

  1. A. semua muatan saling tarik (seperti gravitasi)
  2. B. semua muatan saling tolak
  3. C. muatan + tarik +, muatan - tolak -
  4. D. tidak ada interaksi antar muatan di vakum
  5. E. muatan sejenis tolak-menolak, tak sejenis tarik-menarik ✓ Jawaban benar
Pembahasan

Konsep: Untuk Sifat tarik-menolak muatan: ingat rumus utama elektrostatika: Coulomb F=k.q1.q2/r² (1/r²), medan E=k.Q/r² (1/r²), potensial V=k.Q/r (1/r), energi U=k.q1.q2/r (1/r). Jawaban benar: E. Tips: Untuk Sifat tarik-menolak muatan: ingat rumus utama elektrostatika: Coulomb F=k.q1.q2/r² (1/r²), medan E=k.Q/r² (1/r²), potensial V=k.Q/r (1/r), energi U=k.q1.q2/r (1/r). Mnemonic: F dan E pakai 1/r², V dan U pakai 1/r. k=, e= C, kapasitansi C=Q/V (Farad), dielektrik C'=eps_r., plat sejajar E=V/d homogen, Gauss Phi=Q_dalam/eps_0. Rincian jawaban E: muatan sejenis tolak-menolak, muatan tidak sejenis tarik-menarik

SOAL 4

Arah garis medan listrik di sekitar muatan tunggal...

  1. A. selalu keluar dari semua muatan
  2. B. selalu masuk ke semua muatan
  3. C. keluar dari muatan positif, masuk ke muatan negatif ✓ Jawaban benar
  4. D. tegak lurus terhadap garis penghubung muatan
  5. E. spiral mengelilingi muatan
Pembahasan

Konsep: Garis medan listrik keluar dari muatan positif dan masuk ke muatan negatif, sesuai arah gaya pada muatan uji positif. Jawaban benar: C -- C benar karena konvensi: medan E searah gaya pada muatan uji positif, sehingga garis medan memancar keluar dari muatan + dan menuju masuk ke muatan -. Tips: Untuk Arah garis medan listrik: ingat rumus utama elektrostatika: Coulomb F=k.q1.q2/r² (1/r²), medan E=k.Q/r² (1/r²), potensial V=k.Q/r (1/r), energi U=k.q1.q2/r (1/r). Mnemonic: F dan E pakai 1/r², V dan U pakai 1/r. k=, e= C, kapasitansi C=Q/V (Farad), dielektrik C'=eps_r., plat sejajar E=V/d homogen, Gauss Phi=Q_dalam/eps_0.

SOAL 5

Di antara dua plat sejajar bermuatan berlawanan, medan listriknya...

  1. A. radial keluar dari plat positif
  2. B. homogen (sama besar dan arah di setiap titik) ✓ Jawaban benar
  3. C. berbentuk lingkaran
  4. D. berbalik arah di tengah
  5. E. nol di tengah
Pembahasan

Konsep: Di antara dua plat sejajar bermuatan berlawanan, medan listrik bersifat homogen: besar dan arah sama di setiap titik (E = V/d), kecuali di tepi. Jawaban benar: B -- B benar karena garis medan di antara plat sejajar lurus, rapat seragam, tegak lurus plat, sehingga medannya homogen E=V/d (konstan). Tips: Untuk Medan kapasitor plat sejajar: ingat rumus utama elektrostatika: Coulomb F=k.q1.q2/r² (1/r²), medan E=k.Q/r² (1/r²), potensial V=k.Q/r (1/r), energi U=k.q1.q2/r (1/r). Mnemonic: F dan E pakai 1/r², V dan U pakai 1/r. k=, e= C, kapasitansi C=Q/V (Farad), dielektrik C'=eps_r., plat sejajar E=V/d homogen, Gauss Phi=Q_dalam/eps_0.

Latihan soal Listrik Statis

Tersedia 60 soal latihan Listrik Statis dengan pembahasan langkah demi langkah, plus Kak Guru AI yang menjelaskan konsep 24/7. Mulai gratis tanpa kartu kredit.

Daftar gratis & mulai latihan

Topik lain di Fisika