Latihan 40 Soal Olimpiade Sains Nasional (OSN) IPA Materi Kelistrikan dan Kemagnetan

40 Soal HOTS Olimpiade Sains Nasional (OSN) IPA SMP 

I. Kelistrikan (20 Soal)

1. Soal: Sebuah senter menggunakan dua baterai 1,5 V dan sebuah lampu 3 V. Jelaskan mengapa lampu bisa menyala terang, dan apa yang terjadi jika satu baterai dicabut?
Jawaban: Dua baterai 1,5 V disusun seri menghasilkan 3 V, sesuai dengan tegangan lampu. Jika satu baterai dicabut, hanya 1,5 V yang tersedia, lampu akan redup atau tidak menyala karena tidak sesuai tegangan kerja.

2. Soal: Mengapa kawat panjang dan tipis lebih resistif dibandingkan kawat pendek dan tebal?
Jawaban: Hambatan listrik berbanding lurus dengan panjang dan berbanding terbalik dengan luas penampang.

3. Soal: Rangkaian paralel digunakan di rumah tangga. Mengapa bukan rangkaian seri?
Jawaban: Pada rangkaian paralel, perangkat dapat berfungsi independen, dan tegangan di setiap beban tetap.

4. Soal: Jika hambatan total rangkaian seri 3 buah resistor adalah 12 Ω, dan masing-masing resistor sama besar, berapakah nilai satu resistor?
Jawaban: 12 Ω ÷ 3 = 4 Ω.

5. Soal: Apa yang terjadi jika bola lampu 40 W dan 60 W disusun seri dan dialiri arus? Lampu mana yang lebih terang?
Jawaban: Lampu 40 W lebih resistif dan akan menyala lebih terang karena daya tergantung hambatan pada arus tetap.

6. Soal: Jika suatu alat listrik tidak menyala, bagaimana Anda menyelidiki kerusakannya menggunakan konsep kelistrikan?
Jawaban: Periksa rangkaian, sambungan, tegangan sumber, dan hambatan; gunakan multitester.

7. Soal: Jelaskan mengapa kawat tembaga dipilih sebagai penghantar listrik dalam kabel?
Jawaban: Karena resistansinya rendah dan konduktivitasnya tinggi.

8. Soal: Arus listrik 2 A mengalir selama 5 menit. Hitung jumlah muatan yang mengalir.
Jawaban: Q = I × t = 2 × (5×60) = 600 C.

9. Soal: Suatu resistor memiliki tegangan 6 V dan arus 2 A. Berapa daya yang digunakan?
Jawaban: P = V × I = 6 × 2 = 12 W.

10. Soal: Jelaskan bagaimana hukum Ohm dapat digunakan untuk menentukan arus dalam rangkaian.
Jawaban: I = V / R; arus dapat dihitung jika tegangan dan hambatan diketahui.

Baca Juga: Cara Download Video Viral

I. Kelistrikan (20 Soal)

11. Soal: Mengapa sekering dipasang pada awal rangkaian listrik rumah?
Jawaban: Untuk memutus arus berlebih yang dapat merusak perangkat atau menimbulkan kebakaran.

12. Soal: Jika Anda diberikan 3 resistor masing-masing 6 Ω, susunlah agar total hambatan menjadi 4 Ω.
Jawaban: Dua resistor paralel (3 Ω) diseri dengan satu resistor 6 Ω → 3 + 6 = 9 Ω. Bukan.
Jawaban tepat: dua resistor disusun paralel (3 Ω), lalu diseri dengan resistor ketiga (6 Ω), hasilnya = 3 + 6 = 9 Ω (revisi soal atau asumsi nilai resistor).

13. Soal: Apa akibat peningkatan suhu terhadap hambatan kawat logam?
Jawaban: Hambatan meningkat karena gerakan termal mengganggu aliran elektron.

14. Soal: Mengapa konduktor tidak dapat menyimpan muatan seperti isolator?
Jawaban: Muatan bebas dalam konduktor akan bergerak dan tidak tertahan seperti di isolator.

15. Soal: Sebuah alat listrik memiliki hambatan 20 Ω dan menggunakan daya 80 W. Berapakah tegangan yang digunakan?
Jawaban: P = V² / R → V = √(P × R) = √(80×20) = √1600 = 40 V.

16. Soal: Bagaimana cara kerja dimmer (peredup lampu) berdasarkan prinsip kelistrikan?
Jawaban: Mengubah resistansi sehingga mengurangi tegangan/arus ke lampu.

17. Soal: Jelaskan konsep hubungan energi listrik dan energi panas dalam pemanas air.
Jawaban: Energi listrik diubah menjadi energi panas oleh hambatan kawat.

18. Soal: Suatu kawat diberi arus dan menjadi panas. Mengapa terjadi pemanasan ini?
Jawaban: Arus menghasilkan gaya gesek elektron dengan atom logam, menghasilkan panas (efek Joule).

19. Soal: Mengapa listrik statis bisa menimbulkan kejutan kecil saat menyentuh benda logam?
Jawaban: Muatan listrik berpindah secara tiba-tiba ke tubuh, menyebabkan lonjakan arus singkat.

20. Soal: Apa perbedaan mendasar antara listrik arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC)?
Jawaban: DC mengalir satu arah; AC berubah arah secara periodik.

II. Kemagnetan (20 Soal)

21. Soal: Jelaskan bagaimana magnet dapat kehilangan kemagnetannya.
Jawaban: Dengan pemanasan, benturan, atau arus listrik yang mengacaukan domain magnet.

22. Soal: Bagaimana prinsip elektromagnet digunakan dalam bel listrik?
Jawaban: Arus listrik menghasilkan medan magnet yang menarik pegas logam, memutus dan menyambung arus berulang.

23. Soal: Mengapa jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara?
Jawaban: Karena bumi memiliki medan magnet yang mempengaruhi jarum kompas.

24. Soal: Jelaskan mengapa motor listrik memerlukan arus listrik untuk bekerja.
Jawaban: Arus menghasilkan medan magnet yang berinteraksi dengan magnet tetap, menyebabkan putaran.

25. Soal: Suatu kawat lurus dialiri arus. Gambarkan arah medan magnet di sekitar kawat.
Jawaban: Membentuk lingkaran konsentris dengan arah sesuai kaidah tangan kanan.

26. Soal: Bagaimana cara meningkatkan kekuatan elektromagnet?
Jawaban: Menambah lilitan, arus, atau inti besi.

27. Soal: Apa akibat jika kutub magnet dipotong menjadi dua?
Jawaban: Setiap bagian menjadi magnet baru dengan kutub utara dan selatan.

28. Soal: Sebuah kawat digerakkan memotong medan magnet. Apa yang terjadi?
Jawaban: Arus listrik akan diinduksi (induksi elektromagnetik).

29. Soal: Mengapa bahan ferromagnetik bisa dimagnetisasi?
Jawaban: Karena domain-domainnya bisa diselaraskan.

30. Soal: Apa perbedaan elektromagnet dan magnet permanen?
Jawaban: Elektromagnet hanya bersifat magnet saat dialiri arus; magnet permanen selalu memiliki medan magnet.

II. Kemagnetan (20 Soal)

31. Soal: Jelaskan prinsip kerja generator listrik.
Jawaban: Gerak mekanik memutar kumparan dalam medan magnet → induksi arus listrik.

32. Soal: Bagaimana posisi kutub magnet dapat diketahui dengan menggunakan serbuk besi?
Jawaban: Serbuk akan membentuk pola garis gaya magnet yang rapat di kutub.

33. Soal: Apa yang terjadi jika dua kutub sejenis didekatkan?
Jawaban: Akan saling tolak-menolak.

34. Soal: Jelaskan hubungan antara arus listrik dan medan magnet di sekitar kawat.
Jawaban: Arus listrik menciptakan medan magnet melingkar di sekitar kawat.

35. Soal: Mengapa dinamo sepeda bisa menyalakan lampu?
Jawaban: Gerakan roda memutar magnet, menghasilkan arus listrik.

36. Soal: Sebuah solenoida dialiri arus. Apa yang terjadi jika arah arus dibalik?
Jawaban: Kutub magnet solenoida akan berubah arah.

37. Soal: Bagaimana transformator menggunakan prinsip kemagnetan?
Jawaban: Arus AC di kumparan primer menghasilkan fluks magnet, yang menginduksi arus di kumparan sekunder.

38. Soal: Apa kegunaan saklar dalam rangkaian elektromagnetik?
Jawaban: Mengatur nyala dan padamnya elektromagnet dengan memutus atau menyambung arus.

39. Soal: Jelaskan bagaimana MRI (Magnetic Resonance Imaging) memanfaatkan kemagnetan.
Jawaban: Menggunakan medan magnet kuat dan gelombang radio untuk memetakan jaringan tubuh.

40. Soal: Suatu kawat dililit membentuk kumparan. Bagaimana bentuk medan magnetnya?
Jawaban: Menyerupai medan magnet batang, dengan kutub utara dan selatan pada ujung-ujungnya.