GGL induksi SBMPTN, pembahasan contoh soal

Nomor 1
Kawat P dialiri arus listrik 6 A dengan arah ke atas seperti gambar berikut:

Jika µ0 = 4π . 10-7 Wb/A.m dan terjadi gaya tolak menolak persatuan panjang antara kawat P dan Q sebesar 1,2 . 10-5 N/m, maka besar dan arah arus listrik pada kawat Q adalah...
A. 1 A ke atas
B. 1 A ke bawah
C. 10 A ke atas
D. 10 A ke bawah
E. 20 A ke atas

Pembahasan:
Diketahui:
iP = 6 A
a = 1 m
F/L = 1,2 . 10-5 N/m
Ditanya: iQ = ...
Jawab:

Nomor 2
Diantara faktor-faktor berikut:

1. Jumlah lilitan kumparan
2. Laju perubahan fluks magnetik
3. Arah medan magnet

Yang dapat memperbesar ggl induksi adalah...
1, 2, dan 3
1 dan 2 saja
1 dan 3 saja
1 saja
2 saja

Pembahasan:
Yang dapat memperbesar ggl induksi adalah nomor 1 dan 2 karena berdasarkan hukum Faraday ɛ =  – N ΔΦ/Δt.
Jawaban: B

Nomor 3
Suatu trafo ideal kumparan primernya dihubungkan dengan sumber tegangan dan kumparan sekunder dihubungkan dengan lampu seperti gambar berikut:

Manakah pernyataan yang benar?
A. Lampu akan semakin redup jika lilitan primer dikurangi.
B. Lampu akan semakin terang jika lilitan sekunder ditambah.
C. Lampu akan semakin redup jika tegangan primer ditambah.
D.Lampu akan semakin terang jika lilitan primer dikurangi.
E. Terang atau lemahnya lampu akan sama meskipun lilitan dirubah.

Pembahasan:
VP / VS = Np / Ns = is / ip 
Arus sekunder sebanding dengan VP dan NP.
Arus sekundar berbanding terbalik dengan Vs dan Ns.
Jadi pernyataan yang benar adalah lampu redup jika lilitan primer dikurang.
Jawaban: A

Nomor 4
Gambar dibawah ini melukiskan transformator ideal.


Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan dan kumparan sekundernya dihubungkan dengan sebuah lampu (L), maka kondisi lampu akan...
A. Normal terangnya bila kumparan primer diubah
B. Redup bila tegangan primer ditambah
C. Lebih terang bila lilitan sekunder ditambah
D. Lebih redup bila lilitan sekunder ditambah
E. Lebih terang bila lilitan primer dikurangi

Pembahasan:
VP / VS = NP / NS = iS / iP 
Arus sekunder sebanding dengan VP dan NP.
Arus sekundar berbanding terbalik dengan Vs dan Ns.
Jadi pernyataan yang benar adalah lebih terang jika lilitan sekunder ditambah.
Jawaban: C

Nomor 5
Fluks magnetik yang dihasilkan oleh medan magnetik B yang menembus tegak lurus permukaan seluas A adalah Ф. Jika medan magnetiknya diperkecil menjadi 1/2 B sedangkan luas permukaannya diperbesar menjadi 2A, maka fluks magnetik yang dihasilkan sama dengan....
A. 1/4 Ф
B. 1/2 Ф
C. Ф
D. 2Ф
E. 4Ф

Pembahasan
Fluks magnetik adalah Ф = B A cos θ = B A cos 0 = B A.
Jika medan B' = 1/2 B dan A' = 2A maka fluks magnetiknya:
Ф' = B' A' = 1/2 B . (2A) = B A = Ф
Jawaban: C

Nomor 6
Batang magnet bergerak dengan kelajuan konstan mendekati kumparan. Beda potensial listrik yang terukur pada titik X dan Y akan...


A. lebih tinggi di X dan akan semakin berkurang
B. lebih tinggi di Y dan akan semakin berkurang
C. sama dengan nol
D. lebih tinggi di Y dan akan semakin membesar nilainya
E. Lebih tinggi di X dan akan semakin membesar nilainya

Pembahasan
Dari hukum Lenz : "Arah arus induksi sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan magnet yang arahnya melawan terjadinya perubahan fluks".
Bila kuttub utara magnet didekatkan ke kumparan, maka pada kumparan terjadi penambahan fluks magnet. Penambahan ini dilawan sehingg kumparan menghasilkan medan magnet induksi yang arahnya berlawanan dengan medan magnet yang dihasilkan oleh kutub utara magnet.
Adapun arus induksi yang terjadi terlihat seperti gambar. Karena arah arus induksi mengalir dari X ke Y maka beda potensial X lebih tinggi dari Y dan nilainya akan membesar.


Nomor 7
Sebuah kawat tertutup berbentuk persegi dengan luas 0,02 m² diletakkan pada bidang datar. Medan magnet seragam diberikan pada bidang tersebut dengan arah menembus ke dalam bidang secara tegak lurus menjauhi pembaca. Medan magnet tersebut diturunkan dengan laju tetap 2 x 10^-4 T/s. Jika hambatan kawat 0,1 Ohm maka besar dan arah arus induksi yang timbul adalah...
A. 1 x 10^-5 A berlawanan arah jarum jam
B. 1 x 10^-5 searah jarum jam
C. 2 x 10^-5 berlawanan arah jarum jam
D. 4 x 10^-5 searah jarum jam
E. 4 x 10^-5 berlawanan arah jarum jam

Pembahasan
Ф = - N (ΔФ / Δt) = - N (ΔBA / Δt)
Ф = - (1) (0,02) (-2 x 10^-4) = 4 x 10^-6 volt
I = V / R = (4 x 10^-4) / 0,1 = 4 x 10^-5 A dan arah serah jarum jam
Jawaban: D

Nomor 8
Sebuah kumparan dengan jumlah lilitan 200 berada dalam medan magnet dan mengalami perubahan fluks magnet dari 6 x 10-4 Wb menjadi 1 x 10-4 Wb dalam waktu 0,02 s, maka ggl induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan besarnya adalah...
A. 3 V
B. 5 V
C. 6 V
D. 8 V
E. 12 V

Pembahasan

Jawaban: B

Nomor 9
Sebuah kumparan mempunyai induktansi 700 mH. Besar ggl induksi yang dibangkitkan dalam kumparan itu jika ada perubahan arus listrik dari 200 mA menjadi 80 mA dalam waktu 0,02 sekon adalah...
A. 8,4 V
B. 4,2 V
C. 2,8 V
D. 4,2 mV
E. 2,8 mV

Pembahasan

Jawaban: B