Jari-jari lintasan gerak proton di dalam sebuah siklotron proton adalah 120 m. Jika energi proton sebesar , induksi medan magnet yang diperlukan besarnya . . . (massa proton = )

Diketahui:

Ditanya:

urutan induksi magnetik dari besar ke kecil = ...?  

Penyelesaian:

langkah pertama menghitung induksi magnetik di pusat solenoida untuk masing-masing solinoida, dimana, induksi magnetik pada pusat solenoida dirumuskan oleh: 

Sehingga besarnya induksi magnetik pada masing-masing solenoida adalah sebagai berikut:

Solenoida x :  

Solenoida y :  

Solenoida z :  

Sehingga, 

Dengan demikian, urutan yang menghasilkan induksi magnetik dari besar ke kecil adalah z, x, y.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah E.

Diketahui:

r = 8 cm = 0,08 m

I_P = 3 A

F/L = 12 x 10^-5 N/m

Ditanyakan: Q dan arahnya = ?

Pembahasan:

Sesuai dengan gaya lorentz yang menyatakan:

Kawat Q mendapat medan magnet dari kawat P sebesar:

Maka kawat menghasilkan gaya lorentz sebesar:

Gaya tolak menolak persatuan panjang pada kawat P dan Q sama.

Jika gaya yang terjadi adalah tolak menolak maka arah arus kedua kawat berlawanan.

Dengan demikian arus pada kawat Q adalah sebesar 16 A dengan arah yang berlawanan dengan arus pada kawat P.

Jadi, tidak ada jawaban yang tepat.

Diketahui:

Solenoida panjang jarak antar lilitan sangat dekat dengan membawa suatu arus listrik searah

Ditanya: Tiap lilitan kawat mengerjakan = ?

Pembahasan:

Gambar di bawah ini merupakan pilin lengkung tertutup C berbentuk persegi panjang PQRS, dengan panjang PQ = a dan lebar PS = b.

Perhatikan, induksi magnetik di luar solenoide B = 0, dan di dalam solenoide B berarah horizontal. Untuk solenoide yang memiliki n lilitan per satuan panjang (​n=​) , jumlah lilitan sepanjang a sama dengan n_a, dan arus yang melintasi lengkung persegi panjang PQRS adalah I_C = n_aI dengan I adalah arus dalam setiap lilitan. Berdasarkan hal tersebut maka dapat disimpulkan bahwa besar induksi magnetik di dalam solenoide dapat menggunakan hukum ampere dimana tanda  dan  menyatakan arah arus listrik.

Dengan demikian salah satu gaya tarik atau tolak pada lilitan berikutnya bergantung pada arah arus dalam solenoida.

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

Diketahui:

$$\begin{gathered} \mathrm{Solenoida} \\ {B}_{ujung}=1,6\pi \times 10^{-3}\mathrm{T} \\ L=0,25\mathrm{m} \\ r=2\mathrm{cm}=0,02\mathrm{m} \\ i=2\mathrm{A} \end{gathered}$$   

Ditanya: $$N=...?$$

Penyelesaian:

Besarnya induksi magnetik pada solenoida bagian ujung dirumuskan oleh:

$$\begin{gathered} B_{ujung}=\frac{{\mu }_0\times N\times i}{2L} \\ N=\frac{B_{ujung}\times 2L}{{\mu }_0\times i} \\ N=\frac{1,6\pi \times 10^{-3}\times 2\times 0,25}{4\pi \times 10^{-7}\times 2} \\ N=1.000\mathrm{lilitan}. \end{gathered}$$    

Dengan demikian, jumlah lilitan pada solenoida tersebut adalah 1.000.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah E. 

Sesuai persamaan medan magnet kawat solenoida di pusat.

Induksi magnetik di sebuah titik yang berada di tengah-tengah sumbu solenoida yang berarus listrik adalah;

• berbanding lurus dengan jumlah lilitan,
• berbanding lurus dengan kuat arus listrik,
• berbanding terbalik dengan panjang solenoida,
• berbanding lurus dengan permeabilitas zat dalam solenoida.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah E.