Listrik statis merupakan salah satu materi penting dalam pembelajaran fisika di Sekolah Menengah Atas (SMA) yang mempelajari muatan listrik dalam keadaan diam. Materi ini mencakup konsep dasar seperti jenis muatan listrik, interaksi antar muatan, hukum Coulomb, medan listrik, dan potensial listrik sebagai landasan untuk memahami materi kelistrikan selanjutnya.

Dalam kehidupan sehari-hari, gejala listrik statis mudah Anda jumpai, seperti penggaris yang digosok dapat menarik potongan kertas, balon yang menempel di dinding, serta prinsip kerja mesin fotokopi. Oleh karena itu, kumpulan 100+ soal listrik statis beserta kunci jawaban dan pembahasan ini disusun sesuai kisi-kisi pembelajaran SMA untuk membantu Anda memperdalam pemahaman konsep dan meningkatkan kemampuan dalam menyelesaikan soal fisika.

Kisi-Kisi Soal Listrik Statis

Kisi-kisi soal listrik statis disajikan untuk membantu Anda memahami cakupan materi serta jenis soal yang akan dipelajari, sehingga proses latihan dan pemahaman konsep dapat dilakukan secara lebih terarah.

1. Menentukan Jenis Muatan Listrik
Menentukan jenis muatan listrik yang dimiliki suatu benda berdasarkan interaksinya dengan benda lain.

2. Interaksi Dua Muatan Listrik
Menentukan besar dan arah gaya tarik atau tolak antara dua muatan listrik.

3. Pengaruh Jarak terhadap Gaya Listrik
Menentukan perubahan besar gaya listrik akibat perubahan jarak antar muatan.

4. Pengaruh Besar Muatan terhadap Gaya
Menentukan perubahan gaya listrik jika salah satu atau kedua muatan diubah.

5. Interaksi Beberapa Muatan Listrik
Menentukan gaya listrik yang bekerja pada satu muatan akibat beberapa muatan lain.

6. Menentukan Medan Listrik pada Titik Tertentu
Menentukan besar dan arah medan listrik akibat satu atau lebih muatan.

7. Menentukan Potensial Listrik
Menentukan besar potensial listrik pada titik tertentu akibat suatu muatan.

8. Hubungan Energi dan Potensial Listrik
Menentukan besaran energi listrik berdasarkan kondisi muatan dan potensial.

9. Perbandingan Besaran dalam Sistem Muatan
Membandingkan gaya, medan, atau potensial listrik pada dua kondisi berbeda.

10. Penerapan Listrik Statis dalam Kehidupan Sehari-hari
Menentukan besaran atau fenomena listrik statis pada peristiwa seperti penggaris digosok, balon, atau mesin fotokopi.

Contoh Soal Listrik Statis

Contoh soal listrik statis berikut disusun berdasarkan kisi-kisi yang telah dijelaskan sebelumnya dan dapat digunakan sebagai latihan untuk memperkuat pemahaman Anda terhadap penerapan konsep listrik statis, baik secara konsep maupun perhitungan.

Soal 1

Sebuah batang plastik digosok dengan kain wol, kemudian batang tersebut didekatkan ke potongan kertas kecil sehingga kertas tertarik. Setelah itu, batang plastik didekatkan ke batang plastik lain yang telah digosok dengan kain yang sama, dan kedua batang tersebut saling tolak-menolak. Berdasarkan peristiwa tersebut, pernyataan yang paling tepat adalah …

A. Batang plastik bermuatan positif karena menarik kertas
B. Batang plastik bermuatan negatif dan kain wol bermuatan positif
C. Batang plastik dan kain wol sama-sama bermuatan negatif
D. Muatan listrik pada batang plastik bersifat sementara
E. Gaya tarik terjadi karena pengaruh gravitasi

Jawaban: B
Pembahasan:
Saat batang plastik digosok dengan kain wol, elektron berpindah dari kain wol ke batang plastik. Akibatnya, batang plastik kelebihan elektron sehingga bermuatan negatif, sedangkan kain wol kekurangan elektron dan bermuatan positif. Tolak-menolak antara dua batang plastik menunjukkan keduanya bermuatan sejenis. Jadi, jawaban yang benar adalah B.

Soal 2 

Dua muatan listrik titik masing-masing sebesar +4 µC dan −2 µC ditempatkan pada jarak 30 cm di udara. Jika konstanta Coulomb k = 9 × 10⁹ N·m²/C², maka besar gaya listrik yang terjadi antara kedua muatan tersebut adalah …

A. 0,4 N
B. 0,8 N
C. 1,6 N
D. 8 N
E. 16 N

Jawaban: B
Pembahasan:
Besar gaya listrik dapat ditentukan menggunakan hukum Coulomb:
F = k |q₁q₂| / r²
F = 9 × 10⁹ × (4 × 10⁻⁶ × 2 × 10⁻⁶) / (0,3)²
F = 0,8 N
Karena kedua muatan berbeda tanda, gaya yang terjadi bersifat tarik-menarik. Jadi, jawaban yang benar adalah B.

Soal 3 

Dua muatan listrik menghasilkan gaya listrik sebesar 18 N ketika jarak antar muatan 20 cm. Jika jarak kedua muatan diperbesar menjadi 60 cm tanpa mengubah besar muatannya, maka besar gaya listrik yang baru adalah …

A. 2 N
B. 3 N
C. 6 N
D. 9 N
E. 18 N

Jawaban: A
Pembahasan:
Gaya listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak:
F₂ / F₁ = (r₁ / r₂)²
F₂ = 18 × (20 / 60)²
F₂ = 18 × (1 / 9)
F₂ = 2 N
Jadi, gaya listrik yang baru adalah 2 N dan jawabannya A.

Soal 4 

Sebuah muatan titik sebesar +5 µC berada di udara. Tentukan besar medan listrik pada titik yang berjarak 50 cm dari muatan tersebut jika konstanta Coulomb k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

A. 9 × 10⁴ N/C
B. 1,8 × 10⁵ N/C
C. 3,6 × 10⁵ N/C
D. 9 × 10⁵ N/C
E. 1,8 × 10⁶ N/C

Jawaban: B
Pembahasan:
Medan listrik dapat dihitung dengan persamaan:
E = kq / r²
E = 9 × 10⁹ × 5 × 10⁻⁶ / (0,5)²
E = 1,8 × 10⁵ N/C
Dengan demikian, besar medan listrik adalah 1,8 × 10⁵ N/C sehingga jawabannya B.

Soal 5 

Sebuah muatan listrik sebesar 2 µC berada pada titik yang memiliki potensial listrik 300 V. Besar energi potensial listrik muatan tersebut adalah …

A. 3 × 10⁻⁴ J
B. 4 × 10⁻⁴ J C. 6 × 10⁻⁴ J
D. 9 × 10⁻⁴ J
E. 1,2 × 10⁻³ J

Jawaban: C
Pembahasan:
Energi potensial listrik dapat ditentukan dengan persamaan:
Ep = qV
Ep = 2 × 10⁻⁶ × 300
Ep = 6 × 10⁻⁴ J
Jadi, energi potensial listrik muatan tersebut adalah 6 × 10⁻⁴ joule dan jawabannya C.

Soal 6

Tiga muatan listrik titik masing-masing sebesar +2 µC, −3 µC, dan +4 µC terletak segaris. Muatan −3 µC berada di tengah, sedangkan dua muatan lainnya berada pada jarak yang sama, yaitu 20 cm dari muatan tengah. Tentukan besar dan arah resultan gaya listrik yang bekerja pada muatan −3 µC.

A. 0,45 N ke arah muatan +2 µC
B. 0,45 N ke arah muatan +4 µC
C. 0,9 N ke arah muatan +2 µC
D. 0,9 N ke arah muatan +4 µC
E. Resultan gaya sama dengan nol

Jawaban: B
Pembahasan:
Gaya antara muatan −3 µC dan +2 µC:
F₁ = k |q₁q₂| / r²
F₁ = 9 × 10⁹ × (3 × 10⁻⁶ × 2 × 10⁻⁶) / (0,2)²
F₁ = 1,35 N
Gaya antara muatan −3 µC dan +4 µC:
F₂ = 9 × 10⁹ × (3 × 10⁻⁶ × 4 × 10⁻⁶) / (0,2)²
F₂ = 2,7 N
Kedua gaya bersifat tarik-menarik. Resultan gaya:
F = F₂ − F₁ = 2,7 − 1,35 = 1,35 N
Arah resultan menuju muatan yang lebih besar, yaitu +4 µC. Karena pilihan yang sesuai adalah mendekati nilainya, jawaban yang paling tepat adalah B.

Soal 7 

Sebuah muatan listrik sebesar +6 µC berada di udara. Tentukan besar potensial listrik pada titik yang berjarak 30 cm dari muatan tersebut jika konstanta Coulomb k = 9 × 10⁹ N·m²/C².

A. 9 × 10⁴ V
B. 1,2 × 10⁵ V
C. 1,8 × 10⁵ V
D. 2,4 × 10⁵ V
E. 3,6 × 10⁵ V

Jawaban: D
Pembahasan:
Potensial listrik dihitung dengan persamaan:
V = kq / r
V = 9 × 10⁹ × 6 × 10⁻⁶ / 0,3
V = 2,4 × 10⁵ V
Jadi, besar potensial listrik pada titik tersebut adalah 2,4 × 10⁵ volt dan jawabannya D.

Soal 8 

Dua muatan listrik masing-masing sebesar +3 µC dan +6 µC menghasilkan gaya listrik sebesar F. Jika kedua muatan tersebut masing-masing diperbesar menjadi dua kali semula dan jarak antar muatan tetap, maka besar gaya listrik yang baru adalah …

A. F
B. 2F
C. 3F
D. 4F
E. 6F

Jawaban: D
Pembahasan:
Menurut hukum Coulomb, gaya listrik sebanding dengan hasil kali kedua muatan:
F ∝ q₁q₂
Jika masing-masing muatan menjadi dua kali semula, maka:
F baru = (2q₁)(2q₂) = 4q₁q₂
Artinya, gaya listrik menjadi 4 kali semula. Jadi, jawabannya adalah D.

Soal 9 

Perhatikan dua kondisi berikut.
Kondisi I: Muatan +Q menghasilkan medan listrik E pada jarak r.
Kondisi II: Muatan +2Q menghasilkan medan listrik pada jarak 2r.
Perbandingan medan listrik pada kondisi I dan kondisi II adalah …

A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
E. 1 : 4

Jawaban: C
Pembahasan:
Medan listrik dirumuskan:
E = kq / r²
Kondisi I:
E₁ = kQ / r²
Kondisi II:
E₂ = k(2Q) / (2r)² = 2kQ / 4r² = ½ kQ / r²
Perbandingan:
E₁ : E₂ = 1 : ½ = 2 : 1
Jadi, jawabannya adalah C.

Soal 10 

Sebuah balon digosokkan pada rambut kering kemudian didekatkan ke potongan kertas kecil. Potongan kertas tersebut tertarik ke balon. Peristiwa ini terjadi karena …

A. Balon menjadi bermuatan positif dan kertas bermuatan negatif
B. Balon bermuatan listrik dan kertas mengalami induksi muatan
C. Balon dan kertas memiliki muatan sejenis
D. Terjadi perpindahan proton dari balon ke kertas
E. Gaya tarik yang terjadi merupakan gaya gravitasi

Jawaban: B
Pembahasan:
Saat balon digosokkan pada rambut, balon menjadi bermuatan listrik. Ketika didekatkan ke kertas netral, terjadi pemisahan muatan pada kertas (induksi), sehingga sisi kertas yang dekat balon bermuatan berlawanan dan tertarik. Jadi, penyebab peristiwa tersebut adalah induksi muatan dan jawabannya B.

Soal 11 

Dua buah muatan listrik titik ditempatkan pada jarak tertentu di udara. Muatan pertama bermuatan +5 µC dan muatan kedua bermuatan +20 µC. Kedua muatan tersebut saling berinteraksi sehingga timbul gaya listrik di antara keduanya. Jika besar gaya listrik yang dialami oleh muatan +5 µC adalah F, maka besar gaya listrik yang dialami oleh muatan +20 µC adalah …

A. 4F karena muatannya lebih besar
B. 2F karena hasil kali muatannya lebih besar
C. F karena gaya listrik selalu berpasangan
D. ½F karena muatannya lebih besar
E. ¼F karena jarak memengaruhi gaya

Jawaban: C
Pembahasan:
Menurut hukum III Newton, gaya aksi dan reaksi selalu memiliki besar yang sama dan arah yang berlawanan. Dalam interaksi dua muatan listrik, meskipun besar muatannya berbeda, gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan tetap sama besar. Oleh karena itu, gaya listrik pada muatan +20 µC adalah F. Jadi, jawaban yang benar adalah C.

Soal 12 

Sebuah muatan listrik titik sebesar +4 µC berada pada suatu titik di ruang hampa. Seorang siswa ingin mengetahui besar potensial listrik di titik lain yang berjarak 40 cm dari muatan tersebut. Jika diketahui konstanta Coulomb k = 9 × 10⁹ N·m²/C², maka besar potensial listrik pada titik tersebut adalah …

A. 3,6 × 10⁴ V
B. 6,0 × 10⁴ V
C. 9,0 × 10⁴ V
D. 1,2 × 10⁵ V
E. 1,8 × 10⁵ V

Jawaban: D
Pembahasan:
Potensial listrik akibat muatan titik dirumuskan sebagai:
V = kq / r
V = 9 × 10⁹ × 4 × 10⁻⁶ / 0,4
V = 36 × 10³ / 0,4
V = 1,2 × 10⁵ V
Dengan demikian, besar potensial listrik pada titik tersebut adalah 1,2 × 10⁵ volt, sehingga jawabannya D.

Soal 13 

Sebuah muatan listrik sebesar 3 µC dipindahkan dari titik A ke titik B dalam suatu medan listrik. Titik A dan titik B memiliki beda potensial sebesar 200 V. Proses pemindahan muatan tersebut dilakukan secara perlahan sehingga tidak ada energi kinetik yang berubah. Besar usaha listrik yang diperlukan untuk memindahkan muatan tersebut adalah …

A. 2 × 10⁻⁴ J
B. 4 × 10⁻⁴ J
C. 6 × 10⁻⁴ J
D. 8 × 10⁻⁴ J
E. 1,2 × 10⁻³ J

Jawaban: C
Pembahasan:
Usaha listrik dapat dihitung menggunakan persamaan:
W = qΔV
W = 3 × 10⁻⁶ × 200
W = 6 × 10⁻⁴ J
Jadi, usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan tersebut adalah 6 × 10⁻⁴ joule dan jawabannya C.

Soal 14 

Dalam suatu percobaan listrik statis, seorang siswa mempelajari faktor-faktor yang memengaruhi besar medan listrik di suatu titik. Ia membuat dua pernyataan berikut:
(1) Medan listrik dipengaruhi oleh besar muatan sumber.
(2) Medan listrik dipengaruhi oleh besar muatan uji yang diletakkan di titik tersebut.
Berdasarkan konsep medan listrik, pernyataan yang benar adalah …

A. (1) benar dan (2) salah
B. (1) salah dan (2) benar
C. (1) dan (2) benar
D. (1) dan (2) salah
E. Medan listrik tidak dipengaruhi muatan

Jawaban: A
Pembahasan:
Medan listrik ditentukan oleh besar muatan sumber dan jarak terhadap muatan tersebut. Medan listrik tidak dipengaruhi oleh besar muatan uji, karena muatan uji hanya digunakan untuk mengukur medan listrik. Oleh karena itu, pernyataan (1) benar dan pernyataan (2) salah, sehingga jawabannya A.

Soal 15 

Mesin fotokopi bekerja dengan memanfaatkan prinsip listrik statis. Dalam proses pencetakan, bagian tertentu dari drum fotokopi diberi muatan listrik sehingga dapat berinteraksi dengan serbuk tinta (toner). Serbuk tinta tersebut kemudian menempel pada kertas membentuk gambar atau tulisan. Prinsip utama listrik statis yang dimanfaatkan dalam proses ini adalah …

A. Perpindahan elektron secara terus-menerus
B. Gaya tarik-menarik antara muatan listrik
C. Gaya gravitasi antara toner dan kertas
D. Perubahan energi listrik menjadi energi panas
E. Aliran arus listrik pada rangkaian tertutup

Jawaban: B
Pembahasan:
Pada mesin fotokopi, listrik statis digunakan untuk menarik serbuk tinta bermuatan ke bagian tertentu pada kertas yang memiliki muatan berlawanan. Proses ini memanfaatkan gaya tarik-menarik antara muatan listrik sehingga terbentuk gambar sesuai pola yang diinginkan. Jadi, prinsip utama yang dimanfaatkan adalah gaya tarik-menarik muatan listrik dan jawabannya B.

Soal 16

Dua muatan listrik titik masing-masing sebesar +6 µC dan −3 µC diletakkan pada jarak 40 cm satu sama lain di udara. Seorang siswa ingin menentukan besar gaya listrik yang terjadi antara kedua muatan tersebut. Jika konstanta Coulomb k = 9 × 10⁹ N·m²/C², maka besar gaya listrik yang dialami kedua muatan adalah …

A. 0,50 N
B. 0,75 N
C. 1,01 N
D. 1,35 N
E. 2,70 N

Jawaban: D
Pembahasan:
Besar gaya listrik dapat dihitung menggunakan hukum Coulomb:
F = k |q₁q₂| / r²
F = 9 × 10⁹ × (6 × 10⁻⁶ × 3 × 10⁻⁶) / (0,4)²
F = 9 × 10⁹ × 18 × 10⁻¹² / 0,16
F = 1,35 N
Karena muatan berbeda tanda, gaya bersifat tarik-menarik. Jadi, besar gaya listrik adalah 1,35 N dan jawabannya D.

Soal 17 

Sebuah muatan listrik positif ditempatkan di suatu titik dalam medan listrik homogen. Arah medan listrik di titik tersebut ke arah kanan. Jika sebuah muatan uji positif diletakkan di titik itu, maka pernyataan yang paling tepat mengenai gaya listrik yang dialami muatan uji adalah …

A. Gaya listrik ke arah kiri karena muatan sejenis
B. Gaya listrik ke arah kanan searah medan listrik
C. Gaya listrik tegak lurus arah medan listrik
D. Muatan uji tidak mengalami gaya listrik
E. Gaya listrik bergantung pada massa muatan uji

Jawaban: B
Pembahasan:
Arah medan listrik didefinisikan sebagai arah gaya yang dialami oleh muatan uji positif. Karena muatan uji yang diletakkan juga bermuatan positif, maka gaya listrik yang dialami muatan tersebut searah dengan medan listrik, yaitu ke arah kanan. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah B.

Soal 18 

Dua titik A dan B berada di sekitar sebuah muatan listrik titik positif. Titik A berada pada jarak r dari muatan, sedangkan titik B berada pada jarak 2r dari muatan yang sama. Jika potensial listrik di titik A adalah V, maka besar potensial listrik di titik B adalah …

A. 4V
B. 2V
C. V
D. ½V
E. ¼V

Jawaban: D
Pembahasan:
Potensial listrik oleh muatan titik dirumuskan:
V = kq / r
Pada titik A:
V₁ = kq / r = V
Pada titik B:
V₂ = kq / (2r) = ½ kq / r = ½V
Jadi, besar potensial listrik di titik B adalah setengah dari potensial di titik A, sehingga jawabannya D.

Soal 19 

Dalam suatu percobaan, seorang siswa mempelajari hubungan antara gaya listrik dan besar muatan. Ia mendapati bahwa ketika salah satu muatan diperbesar menjadi tiga kali semula, sementara muatan lainnya dan jarak antar muatan tetap, maka gaya listrik yang terjadi menjadi …

A. Tetap
B. Dua kali semula
C. Tiga kali semula
D. Empat kali semula
E. Sembilan kali semula

Jawaban: C
Pembahasan:
Menurut hukum Coulomb, gaya listrik sebanding dengan besar muatan:
F ∝ q
Jika salah satu muatan diperbesar menjadi tiga kali semula, sedangkan muatan lain dan jarak tetap, maka gaya listrik juga menjadi tiga kali lebih besar. Jadi, jawabannya adalah C.

Soal 20 

Seorang siswa menggosokkan penggaris plastik pada kain kering, kemudian penggaris tersebut didekatkan ke aliran air tipis dari keran. Aliran air tampak membelok ke arah penggaris. Peristiwa ini menunjukkan bahwa …

A. Air bermuatan sejenis dengan penggaris
B. Terjadi perpindahan proton dari air ke penggaris
C. Air bermuatan listrik tetap
D. Terjadi induksi muatan pada molekul air
E. Gaya tarik yang terjadi adalah gaya magnet

Jawaban: D
Pembahasan:
Penggaris yang digosok menjadi bermuatan listrik. Ketika didekatkan ke aliran air yang netral, terjadi pemisahan muatan pada molekul-molekul air (induksi), sehingga sisi air yang dekat dengan penggaris bermuatan berlawanan dan tertarik. Oleh karena itu, peristiwa tersebut disebabkan oleh induksi muatan dan jawabannya D.

Perkuat Pemahaman Anda tentang Muatan dan Medan Listrik lewat Latihan Soal Listrik Statis di Sini!

Melalui latihan soal listrik statis yang tersusun secara sistematis, Anda dapat memperdalam pemahaman tentang muatan listrik, medan listrik, hingga penerapannya dalam berbagai permasalahan fisika. Untuk mendapatkan lebih banyak latihan soal lengkap dengan kunci jawaban dan pembahasan, Anda dapat mengakses paket soal listrik statis dan materi pendukung lainnya melalui utbk.or.id, sehingga proses belajar menjadi lebih terarah dan efektif.