RPP Fluks Magnetik [PDF]

Citation preview

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Satuan Pendidikan : SMA/MA Mata Pelajaran



: Fisika



Kelas / Semester



: XII / Ganjil



Materi



: Induksi Elektromagnetik



Sub Materi Pokok : Fluks Magnetik Alokasi Waktu



: 2 x 45 Menit



================================================================== A. Kompetensi Inti (KI) KI 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya KI 2. Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun, ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan proaktif), menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa, serta memosisikan diri sebagai agen transformasi masyarakat dalam membangun peradaban bangsa dan dunia KI 3. Memahami, menerapkan, dan menjelaskan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah KI 4. Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan



B. Kompetensi Dasar 1.1



Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya.



1.2



Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan keseimbangan perubahan medan



listrik



dan medan



magnet



yang



saling berkaitan



sehingga



memungkinkan manusia mengembangkan teknologi untuk mempermudah kehidupan. 2.1



Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan



peduli



lingkungan)



dalam



aktivitas



sehari-hari



sebagai



wujud



implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi. 2.2



Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan



3.1



Menganalisis induksi magnet dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi



4.1



Melaksanakan pengamatan induksi magnet dan gaya magnetik disekitar kawat berarus listrik



C. Indikator 2.1.1. Memiliki karakter jujur, teliti, kritis, dan tanggung jawab 2.1.2. Mengikuti pembelajaran dengan baik 2.1.3. Memberi pendapat ataupun solusi 2.1.4. Mendengarkan pendapat orang lain dengan baik 2.1.5. Mengadakan diskusi 3.1.1. Menjelaskan penyebab timbulnya gejala kemagnetan 3.1.2. Mengidentifikasi aplikasi hasil percobaan Oersted (elektromagnet) dalam kehidupan sehari-hari 3.1.3. Menentukan arah medan magnet di sekitar arus listrik 3.1.4. Menentukan besar medan magnet di sekitar kawat lurus dan melingkar 3.1.5. Menghitung besar fluks magnet 3.1.6. Mengkorelasikan medan magnet dengan fluks magnet 4.1.1. Melakukan percobaan Oersted (elektromagnet) 4.1.2. Mengolah dan menyajikan data percobaan Oersted (elektromagnet) 4.1.3. Menyajikan hasil percobaan Oersted (elektromagnet)



D. TUJUAN PEMBELAJARAN 2.1.1.1 Siswa terlibat aktif dalam pembelajaran dan menunjukkan karakter berpikir kreatif, kritis, dan logis; bekerja teliti, jujur, dan berperilaku santun. 2.1.1.2 Siswa bekerjasama dalam kegiatan praktik dan aktif menyampaikan pendapat, menjadi pendengar yang baik, dan menanggapi pendapat orang lain dalam diskusi. 3.1.1.1 Melalui diskusi kelas, siswa diharapkan dapat menjelaskan penyebab timbulnya gejala kemagnetan dengan benar 3.1.1.2 Melalui eksperimen, siswa diharapkan dapat mengidentifikasi aplikasi percobaan Oersted (elektromagnet) dalam kehidupan sehari-hari 3.1.1.3 Melalui diskusi kelas, siswa diharapkan dapat menentukan arah medan magnet di sekitar arus listrik dengan tepat 3.1.1.4 Siswa diharapkan dapat menentukan besar medan magnet di sekitar kawat lurus dan melingkar melalui bahan ajar 3.1.1.5 Siswa diharapkan dapat menghitung besar fluks magnet secara mandiri dengan buku siswa 3.1.1.6 Siswa diharapkan mengkolerasikan medan magnet dengan fluks magnet melalui diskusi kelas 4.1.1.1 Siswa terampil dalam melakukan percobaan Oersted (elektromagnet) 4.1.1.2 Siswa terampil merangkai rangkaian pada percobaan Oersted 4.1.1.3 Siswa terampil mengolah dan menyajikan data percobaan Oersted 4.1.1.4 Siswa terampil dalam menyajikan hasil percobaan Oersted



E. MATERI PEMBELAJARAN Hans Christian Oersted (1777 - 1851) fisikawan berkebangsaan Denmark. Setelah melakukan eksperimen cukup lama, pada tahun 1819 Oersted berhasil menemukan bahwa, ”Jika sebuah magnet jarum (kompas kecil) didekatkan pada suatu penghantar yang berarus listrik, magnet jarum akan menyimpang”. Hal ini menunjukkan bahwa di sekitar kawat berarus terdapat medan magnet. Besarnya kuat medan magnet di sekitar kawat lurus panjang beraliran arus listrik dinyatakan



Besarnya induksi magnet di sekitar kawat berbentuk lingkaran dinyatakan sebagai berikut : a. di titik pusat lingkaran



b. di titik pada sumbu lingkaran atau



Besarnya induksi magnet di dalam selenoida dinyatakan : a. di ujung solenoida



b. di tengah-tengah solenoida



Besarnya induksi magnet di dalam toroida dinyatakan :



; 2πr = keliling toroida. Konsep tentang fluks magnetik pertama kali dikemukaan oleh ilmuwan Fisika yang bernama Michael Faraday untuk menggambarkan medan magnet. Fluks magnetik yaitu banyaknya jumlah garis gaya magnet yang menembus permukaan bidang tiap satu satuan luas secara tegak lurus. Φ = B·A atau Φ = B A cos θ



F. ALOKASI WAKTU 2 X 45 Menit G. MODEL DAN METODE PEMBELAJARAN Model Pembelajaran : Problem Based Learning Pendekatan



: Saintifik



Metode Pembelajaran : Ceramah, diskusi, tanya jawab, eksperimen



H. SUMBER BELAJAR 1. Kanginan, Marthen. 2006. Fisika SMA/MA untuk Kelas XII. Jakarta: Erlangga 2. Yaz, M. Ali. 2007. Fisika 3. Bogor: Quadra



3. Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 2002. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Jakarta: Erlangga



I. MEDIA / ALAT / BAHAN Media : Laptop, Proyektor, Papan Tulis, LKS Alat



: Kompas



Bahan : Catu daya, kertas logam, kabel penghubung, spidol



J. KEGIATAN PEMBELAJARAN Model pembelajaran Problem based learning



Tahap



Kegiatan



1.



Langkah-Langkah Pembukaan



Kegiatan Pendahuluan



Apersepsi



Kegiatan Pembelajaran Metode Kegiatan Guru Kegiatan siswa - Mengucapkan salam kepada siswa. - Siswa membalas salam Ceramah dan diskusi - Guru melakukan kegiatan presensi dari guru (absensi) - Siswa menjawab pertanyaan siapa yang tidak hadir pada pertemuan hari ini. - Guru memberikan (menanyakan materi sebelumnya) dan motivasi kepada siswa berupa demonstrasi kemudian memberikan pertanyaan kontekstual terkait materi yang akan dibahas. - Apersepsi : 1. Apa yang terjadi apabila kita menggosokkan penggaris ke rambut dan mendekatkannya ke potongan-potongan kertas kecil? 2. Siapa yang tahu ciri-ciri magnet? 3. Mengapa bisa timbul sifat kemagnetan? 4. Ada yang tahu apa itu medan



- Siswa menjawab Ceramah, apersepsi yang diberikan tanya jawab dan diskusi guru



Media/Alat/B ahan



Alok Wak 10 m



10 m



magnet? 5. Ada yang tahu apa itu fluks magnet? Menjelaskan tujuan - Memberitahukan siswa materi yang - Mendengarkan pembelajaran akan dipelajari. seksama - Menyebutkan tujuan yang ingin dicapai dalam pembelajaran. 2.



dengan Ceramah



Kegiatan Inti Fase Mengamati (Tahap I) Orientasi siswa kepada masalah Fase Menanya



(Tahap II) Mengorganisa sikan siswa untuk belajar



- Guru menyajikan demonstarsi - Siswa mengamati kepada siswa berupa animasi phet demonstrasi yang tentang fluks magnetic. ditampilkan guru.



- Siswa menjawab - Guru memberikan kesempatan pertanyaan guru Ceramah, siswa untuk bertanya terkait Diskusi, tanya permasalahan yang diberikan. jawab dan eksperimen.  Setting Penyajian Masalah -



-



Guru membagi siswa menjadi - Siswa membagikan diri beberapa kelompok menjadi beberapa Guru memberikan LKS kepada kelompok (5 orang) siswa untuk didiskusikan dengan - Siswa memperhatikan anggota kelompoknya LKS mendiskusikannya Guru memberikan petunjuk untuk bersama anggota



5 me



Laptop, proyektor, 10 m LKS, Kompas, Catu daya, kertas, logam, kabel penghubung. 5 me



15 m



mengerjakan LKS yang diberikan



Fase Mengumpulkan Informasi



(Tahap III) Membimbing penyelidikan individu maupun kelompok



- Guru memerintahkan siswa untuk mengerjakan LKS secara berkelompok



kelompoknya - Siswa mengamati penjelasan guru



- Siswa bersama Diskusi kelompoknya mencermati permasalahan yang diberikan pada LKS dengan menganalisis permasalahn, mengajukan hipotesis dan mengidentifikasi berbagai sumber yang diperlukan



- Guru membimbing siswa mengolah Fase data. Mengasosiasi/Me ngolah Informasi



Siswa bekerjasama dengan anggota kelompoknya berdiskusi, menganalisis data yang diperoleh dalam kegiatan penyelidikan dan membuat kesimpulan terkait dengan pemecahan permasalahan yang diselidiki



5 m



10 m



(Tahap IV) Mengembang kan dan manyajikan hasil karya



- Guru meminta siswa untuk Fase mempresentasikan hasil diskusi Mengkomunikasi kelompoknya (guru melakukan kan penilaian untuk kegiatan yang telag - Siswa mempresentasikan dilakukan siswa) hasil diskusi kelompok didepan kelas dengan jujur, sedangkan kelompok siswa lainnya - Guru memberikan penguatan materi menjadi pendengar yang yang telah didiskusikan siswa baik.



- Guru memberikan apresiasi kepada kelompok siswa terbaik yang telah mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya, dan memberikan motivasi kepada kelompok lainnya supaya kedepannya lebih baik lagi dari sebelumnya. - Guru memberikan kesempatan kepada siswa untuk bertanya



- Siswa mengamati penguatan materi yang diberikan oleh guru dan merefleksi serta mengadakan perbaikan terhadap hasil kegiatan kelompok - Kelompok siswa terbaik mendapatkan apresiasi dari guru - Siswa yang belum mengerti bertanya kepada guru



15 m



3.



Penutup (Tahap V) Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah



- Guru membantu siswa - Siswa menyimpulkan Ceramah diskusi menyimpulkan pembelajaran pembelajaran - Guru meminta siswa mengumpulkan - Siswa LKS yang diberikan LKS



mengumpulkan



- Guru menyampaikan materi yang akan dipelajari pada pertemuan selanjutnya - Guru memberikan tugas kepada - Siswa mengucapkan salam siswa penutup



dan Papan tulis dan 3 me spidol



2 me



K. PENILAIAN Teknik penilaian



: Tertulis dan lisan



Bentuk penilaian



: Pilihan Ganda



Contoh



: Terlampir Penilaian Kognitif (LP – 01) Penilaian Sikap (LP – 02) Penilaian Keterampilan (LP – 03)



Medan, Mei 2016 Mengetahui,



Guru Pamong



Mahasiswa Calon Guru



_____________________



Indah Lestari



NIP.



NIM. 4131121021



LAMPIRAN Penilaian Kognitif (LP – 01) 1. Ada beberapa kegiatan yang dilakukan: 1) Menggosok-gosok mistar plastik ke kain wol 2) Menggosok-gosok magnet ke besi 3) Melilitkan kawat penghantar ke paku besi dan diberi arus listrik 4) Melilitkan listrik ke paku besi yang diberi baja 5) Menempelkan magnet baja sehingga ujung baja yang lainnya dapat menarik partikel Kegiatan yang tergolong dalam cara pembuatan magnet adalah …. a. 1-2-3



b. 2-3-5



c. 2-4-5



d. 3-4-5



e. 1-4-5



2. Berikut ini sifat-sifat magnet, kecuali …. a. Mempunyai dua kutub b. Mempunyai daerah netral c. Kutub senama didekatkan akan tarik menarik d. Kutub merupakan bagian magnet yang terbesar gaya magnetnya e. Kutub senama didekatkan akan tolak menolak 3. Hasil temuan Hans Christian Oersted itu berupa magnet yang terbuat dari arus listrik yang disebut …. a. Induksi magnetik b. Elektromagnet c. Induksi elektromagnetik d. Mengubah arah arus listrik e. Magnetelektro 4. Elektromagnetik dibuat dengan cara …. a. Besi dililit dengan kawat penghantar listrik b. Besi dililit dengan kawat yang berarus listrik c. Memasukkan batang besi ke dalam kumparan d. Mengalirkan arus listrik pada batang besi e. Aluminium dililit dengan kawat penghantar listrik 5. Sebuah kawat yang lurus berarus listrik 10 A. Sebuah titik berada 4 cm dari kawat. Jika µ0 = 4π × 10-7 WbA-1m-1, maka kuat medan di titik tersebut adalah .... a. 0,5 × 10-4 Wb.m-2



d. 4,0 × 10-4 Wb.m-2



b. 1,0 × 10-4 Wb.m-2



e. 5,0 × 10-4 Wb.m-2



c. 3,14 × 10-4 Wb.m-2 6. Dalam solenoida mengalir arus yang tetap. Besar induksi magnetik di salah satu ujungnya adalah B. Jika lilitannya ditambah sehingga jumlahnya menjadi 2 kali semula dan panjangnya menjadi 1,2 kali semula, maka induksi magnetik di tempat tersebut menjadi sekitar .... a. 0,17 kali semula



c. 1,67 kali semula



b. 0,60 kali semula



d. 2,40 kali semula



e. 6 kali semula



7. Suatu solenoida panjangnya 2 m dengan 800 lilitan dan jari-jarinya 2 cm. Apabila solenoida dialiri arus sebesar 0,5 A, maka induksi magnetik pada ujung solenoida .... a. 4π × 10 -5 Wb.m-2



d. 8π × 10 -5 Wb.m-2



b. 8π × 10 -7 Wb.m-2



e. 2π × 10 -4 Wb.m-2



c. 4π × 10 -8 Wb.m-2 8. Apabila sepotong kawat horisontal digerakkan ke barat memotong tegak lurus medan magnet homogen yang arahnya ke bawah, maka pada awal gerakan dalam kawat timbul arus induksi dengan arah .... a. ke utara



c. ke timur



b. ke selatan



d. ke barat



e. ke atas



9. Sebuah bidang seluas 400 cm2 berada dalam medan magnet yang kuat medannya sebesar 8 x 10-2 T membentuk fluks magnetik sebesar 0 Wb. Sudut yang dibentuk garis normal bidang terhadap garis gaya magnet adalah …. a. 300



b. 450



c. 600



d. 900



e. 1200



10. Besar kuat medan magnet pada bidang seluas 300 cm2 adalah 6 x 10-2 T. Jika sudut yang dibentuk oleh garis normal bidang dan garis gaya magnet adalah 600, besar fluks magnet adalah …. a. 16 x 10-4 Wb



d. 6 x 10-4 Wb



b. 9 x 10-4 Wb



e. 3 x 10-4 Wb



c. 0 Wb



Penilaian Sikap (LP – 02) LEMBAR PENGAMATAN OBSERVASI DAN KINERJA PRESENTASI



No



Mata Pelajaran



: Fisika



Kelas/Program



: XII/IPA



Materi



: Medan Magnet



Submateri



: Fluks Magnet



Nama Siswa



Aktif



1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.



Keterangan pengisian skor 4 : Sangat tinggi 3 : Tinggi 2 : Cukup 1 : Kurang



Observasi Tanggung jawab



Kinerja Presentasi Kerja sama



Presentasi Visual



Isi



Jumlah Nilai Skor



Penilaian Keterampilan (LP – 03) LEMBAR PENILAIAN KETERAMPILAN



No.



Mata Pelajaran



: Fisika



Kelas / Program



: XII / IPA



Materi



: Medan Magnet



Submateri



: Fluks Magnet



Praktikum



: Percobaan Oersted



Nama Siswa



Aspek Merangkai Membaca Menyimpulkan Jumlah Nilai Menggunakan Skor alat dan hasil hasil alat bahan pengukuran percobaan



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20



Keterangan pengisian skor 4 : sangat baik 3 : baik 2 : cukup baik 1 : kurang



LKS (LP – 05) Kegiatan 1 PERCOBAAN OERSTED Tujuan 1) Hubungan antara listrik dan magnetisme dalam eksperimen yang sangat sederhana 2) Menunjukkan bahwa kawat yang dialiri arus listrik dapat menolak jarum magnet kompas 3) Dapat menentukan arah medan magnet di sekitar arus listrik dengan tepat 4) Dapat menentukan besar medan magnet di sekitar kawat lurus dan melingkar melalui bahan ajar Alat dan bahan 1) Kompas 2) Kawat penghubung 3) Magnet batang 4) Kertas logam 5) Catu daya



Langkah langkah 1) Letakkan kompas di atas meja. 2) Sambungkan kawat penghubung ke kedua kutub catu daya. 3) Gulung kertas logam di tengah-tengah kawat penghubung dan letakkan di atas kompas, usahakan jarum kompas tegak lurus dengan kawat. 4) Hubungkan catu daya ke sumber arus (PLN) dan amati perubahan arah gerak jarum pada kompas. Tukar posisi kabel penghubung di kedua kutub catu daya, amati perubahan arah gerak jarum pada kompas.



Data Hasil Percobaan No. 1 2



Posisi kabel penghubung Positif catu daya Negatif catu daya



Arah jarum kompas awal



Arah jarum kompas akhir



Kesimpulan ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________



LSPD (LEMBAR SOAL PESERTA DIDIK) Materi : Fluks Magnetik 1. Tentukan fluks magnetic yang melalui penampang ujung dari sebuah selenoida yang panjangnya 25 cm, jari-jarinya 5,0 cm, memiliki 200 lilitan dan mengalirkan arus 5,0 A. (Ambil ᴫ2 = 3,14). 2. Sebuah partikel yang mempunyai massa 200 miligram dan membawa muatan 2.108 coulomb ditembakkan tegak lurus dan horizontal pada medan magnet serbasama yang horizontal dengan kecepatan 5.104 m/s. Jika partikel itu tidak berubah arah, maka kerapatan fluks magnetiknya adalah …… 3. Sebuah kumparan dengan 500 lilitan dan induktansi 5 mH dihubungkan dengan sumber tegangan arus searah. Apabila kuat arus di dalam kumparan 5 Ampere, maka besar fluks magnetic di dalam kumparan adalah ….. 4. Sebuah kumparan dari 100 lilitan adalah tegak lurus terhadap medan magnetic sehingga fluks magnetic yang melalui kumparan adalah 200 X 10-6 Wb. Kumparan ditarik secara cepat sehingga fluks magnetic yang dilingkupinya berkurang menjadi nol dalam waktu 0,1 sekon. Tentukan ggl induksi rata-rata pada kumparan. 5. Fluks magnetic yang dihasilkan suatu generator terhadap waktu dinyatakan dengan persamaan ϕ = 10 sin 20t Wb. Jika kumparan dari generator itu 100 lilitan, maka gaya gerak listrik maksimum yang dihasilkan generator tersebut adalah ….. 6. Medan magnetic seragam yang besarnya 200 G membentuk sudut 300 dengan sumbu kumpuran melingkar yang terdiri atas 300 lilitan dan jari-jari 4 cm. Carilah fluks magnetic yang melalui kumparan ini. 7. Carilah fluks magnetic yang melalui suatu solenoid yang panjangnya 40 cm, berjarijari 2,5 cm, memiliki 600 lilitan dan memberikan arus 7,5 A. 8. Fluks magnetic yang dilingkupi oleh suatu kumparan berkurang dari 0,5 Wb menjadi 0,1 Wb dalam waktu 5 sekon. Kumparan terdiri atas 200 lilitan dengan hambatan 4 Ω. Berapakah kuat arus listrik yang mengalir melalui kumparan. 9. Kumparan dengan 10 lilitan mengalami perubahan fluks magnetic dengan persamaan : φ = 0,02 t3 + 0,4 t2 + 5 dengan φ dalam satuan Weber dan t dalam satuan sekon. Tentukan besar ggl induksi saat t = 1 sekon! 10. Sebuah magnet batang digerakkan menjauhi kumparan yang terdiri atas 600 lilitan. Fluks magnetic yang memotong berkurang dari 9.105 Weber menjadi 4.105 Weber dalam selang waktu 0,015 sekon. Bear GGL induksi yang terjadi antara kedua ujung kumparan adalah…