Bab 3: Medan Magnetik

Jawaban benar: B. Karena arah arus dan arah medan magnet dapat berbeda-beda Pembahasan: Gaya Lorentz muncul akibat interaksi antara arus listrik dan medan magnet. Arah gaya bergantung pada arah arus dan arah medan magnet, yang dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Jika salah satu arah berubah, maka arah gaya juga ikut berubah.

Jawaban benar: C. Karena medan magnet toroid terfokus di dalam lingkarannya Pembahasan: Pada toroid, lilitan membentuk lingkaran penuh sehingga medan magnet yang dihasilkan tertutup dan terpusat di bagian dalam toroid. Hal ini membuat kebocoran medan magnet sangat kecil dibandingkan solenoid lurus. Akibatnya, toroid lebih efisien dalam menjaga kestabilan induksi magnetiknya.

Jawaban benar: C. Interaksi antara arus listrik dan magnet menghasilkan gaya yang menggerakkan membran Pembahasan: Earphone bekerja dengan prinsip gaya Lorentz. Ketika arus listrik berubah-ubah mengalir melalui kumparan, medan magnet di sekitar kumparan juga berubah, menimbulkan gaya yang menggerakkan membran. Gerakan membran ini menghasilkan getaran udara yang kita dengar sebagai suara.

Jawaban benar: C. Arah medan magnet bergantung pada arah arus listrik Pembahasan: Ketika arus listrik dibalik, arah medan magnet di sekitar kawat juga ikut berubah. Hal ini menunjukkan bahwa medan magnet dihasilkan oleh gerakan muatan listrik, sehingga arah arus menentukan orientasi medan magnet. Fenomena ini membuktikan keterkaitan langsung antara arus listrik dan medan magnet.

Jawaban benar: B. Berbalik ke bawah Pembahasan: Gaya Lorentz arah dan besarnya bergantung pada arah arus dan arah medan magnet. Ketika medan magnet dibalik, vektor gaya Lorentz juga berbalik arah. Hal ini sesuai dengan aturan tangan kanan, di mana perubahan salah satu vektor (arus atau medan magnet) menyebabkan gaya berpindah ke arah berlawanan.

Jawaban benar: B. Arah arus menentukan kutub magnet di ujung solenoid Pembahasan: Solenoid berperilaku seperti batang magnet dengan kutub utara dan selatan. Arah arus menentukan kutub mana yang terbentuk pada ujung solenoid. Jika arah arus pada kedua solenoid menghasilkan kutub sejenis yang saling berhadapan, maka keduanya akan saling tolak; sebaliknya, jika kutubnya berlawanan, akan saling tarik.

Jawaban benar: C. Karena medan magnetnya tidak keluar dari inti toroid Pembahasan: Toroid memiliki bentuk melingkar penuh yang menyebabkan medan magnet terfokus di bagian dalam cincin. Bentuk ini mencegah kebocoran medan magnet ke luar, menjadikannya lebih stabil dan efisien dibanding solenoid lurus. Karena itu, toroid sering digunakan pada transformator dan perangkat elektronik presisi tinggi.

Jawaban benar: B. Karena perubahan arah arus menyebabkan perubahan arah gaya Pembahasan: Dalam motor listrik, gaya Lorentz yang bekerja pada kumparan berarus menyebabkan gerak rotasi. Ketika arah arus berganti, arah gaya juga berubah sehingga rotor terus berputar. Prinsip ini memungkinkan energi listrik diubah menjadi energi gerak secara kontinu.

Jawaban benar: A. Karena medan magnet berubah-ubah menimbulkan induksi elektromagnetik Pembahasan: Ketika arus dalam solenoid berubah, medan magnet di sekitarnya juga berubah. Perubahan medan magnet ini menyebabkan munculnya GGL induksi pada kumparan di dekatnya. Fenomena ini dijelaskan oleh hukum Faraday dan menjadi dasar kerja transformator.

Jawaban benar: B. Karena interaksi antara arus listrik dan medan magnet menghasilkan gaya yang menggerakkan membran Pembahasan: Dalam earphone, kumparan dialiri arus listrik bolak-balik yang berubah-ubah sesuai sinyal suara. Interaksi antara arus dan medan magnet permanen menghasilkan gaya Lorentz yang membuat membran bergerak maju mundur. Gerakan ini menimbulkan getaran udara yang kita dengar sebagai suara.

Jawaban benar: C. Karena besi memperkuat medan magnet dengan bertindak sebagai inti feromagnetik Pembahasan: Besi merupakan bahan feromagnetik yang mudah termagnetisasi. Ketika diletakkan di dalam solenoid, domain magnet dalam besi sejajar dengan arah medan magnet eksternal, sehingga medan total menjadi lebih kuat. Hal ini meningkatkan efisiensi solenoid dalam menghasilkan medan magnet.