modul skor a+ fizik jpns 2014 - keelektrikan

8/11/2019 MODUL SKOR A+ FIZIK JPNS 2014 - KEELEKTRIKAN.

1/15

1 | M O D U L S K O R A + F I Z I K J P N S 2 0 1 4 : K E E L E K T R I K A N

1

KEELEKTRIKAN/ELECTRICITY

1. Rajah 12 menunjukkan dua ekor burung bertenggek diatas satu kabel elektrik. Burung itu kelihatan selamatwalaupun arus elektrik mengalir melalui kabel tersebut.Diagram 12 shows two birds perching on an electric cable. The birds appeared to be safe although electriccurrent is flowing through the cable.

Rajah 12Diagram 12

(a) (i) Apakah yang dimaksudkan dengan arus elektrik?What is the meaning of electric current?

[1 mark](ii) Terangkan mengapa burungburung tersebut tidak terkena renjatan elektrik.

Explain why the birds did not get electrocuted.[3 marks]

(iii) Apabila burungburung tersebut bersentuhan dengan dua dawai yang berlainan pada masa yangsama, burung itu akan terkena renjatan elektrik. Terangkan mengapa?When the birds touch two different wires at the same time, it can get the electrocuted. Explain why?

[2 marks](b) Jadual 12 menunjukkan ciri- cirri dawai yang mungkin boleh digunakan sebagai elemen pemanasan.

Table 12 shows the characteristics of possible wires that can be used as heating element.

DawaiWire

KerintanganResistivity

RintanganResistance

Takat leburMelting point

Bentuk elemenpemanasanShape of the

heating element

UTinggiHigh

SederhanaMedium

TinggiHigh

VRendah

LowSederhana

MediumSederhana

Medium

WTinggiHigh

RendahLow

TinggiHigh

XTinggiHigh

TinggiHigh

RendahLow

YRendah

LowRendah

LowTinggiHigh

Jadual 12Table 12

Terangkan kesesuaian setiap ciri dawai dan tentukan dawai yang paling sesuai digunakan sebagai elemen

pemanasan. Berikan sebab bagi pilihan anda.Explain the suitability of each characteristic of the wires and determine the most suitable wire to be used to makea heating element. Give a reason for your choice.


2/15


2

[10 marks]

(c) Sebuah seterika elektrik mempunyai kadar kuasa 200 V, 1.4 kW. Cynthia menseterika bajunya selama setengahjam. Jika setiap unit kos elektrik adalah 24 sen, hitung:An electric iron has a power rating of 200 V, 1.4 kW. Cynthia irons her clothes for half an hour. If each unit ofelectricity costs 24 sen, calculate:

(i) tenaga elektrik yang digunakan oleh Cynthia untuk menseterika bajunya.the electrical energy used by Cynthia for ironing her clothes.

[2 marks](ii) kos peggunaan seterika untuk setengah jam.

the cost of using the iron for half an hour.[2 marks]

2. Rajah 6.1 dan Rajah 6.2 menunjukkan litar yang digunakan untuk menyiasat hubunganantara rintangan dan luas keratan rentas dawai. Dawai konstantan s.w.g. 36 dan s.w.g 24 dengan

panjang yang sama digunakan.Diagram 6.1 and Diagram 6.2 show circuits used to investigate the relationshipbetween resistance and cross sectional area of a wire. Constantan wire of s.w.g. 36and s.w.g 24 with same length are used.


3/15


3

(a) Apakah maksud rintangan ?What is the meaning of resistance?

[1 mark]

(b) Dengan menggunakan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2;Using Diagram 6.1 and Diagram 6.2;

(i) Bandingkan luas keratan rentas dawai konstantan.Compare the cross sectional area of the constantan wires .

...................................[1 mark]

(ii) Bandingkan beza keupayaan melalui dawai konstantan.Compare the potential difference across the constantan wires.

................................................[1 mark]

(iii) Bandingkan magnitud arus yang mengalir melalui dawai-dawai konstantan tersebut.Compare the magnitude of the current that flow along the constantan wires.

...................................[1 mark]

(c) Dengan menggunakan jawapan anda dalam 6(b);Using your answers in 6(b);

(i) Bandingkan rintangan dawai konstantan.Compare the resistance of the constantan wires.

...............................................................................................................................[1 mark]

(ii) Hubungkait luas keratan rentas dawai konstantan dengan rintangan dawai.Relate the cross sectional area of constantan wire to the resistance of the wire.


4/15


4

................[1 mark]

(d) Apakah yang berlaku kepada bacaan voltmeter apabila dawai konstantan s.w.g 36 yang sama panjangdipasang selari dengan dawai dalam litar Rajah 6.1? Jelaskan jawapan anda.

What will happen to the reading of voltmeter when another constantan wire s.w.g 36 of the same length isconnected parallel to the wire in circuit Diagram 6.1?Explain your answer..........................

.....................................[ 2 marks]

3. Rajah menunjukkan satu mentol berlabel 12V 24W.Diagram 12.1 shows a bulb labelled 12V, 24W.

RAJAH 12.1

DIAGRAM 12.1

(a) (i) Apakah yang dimaksudkan dengan 12V, 24W?What is meant by 12V, 24 W.

[ 1mark]


5/15


5

(ii) Mengapa R dibuat daripada konduktor berintangan tinggi?Why R is made of high resistance conductor?

[ 1 mark]

(iii) Nyatakan 2 faktor yang mempengaruhi rintangan konduktor.Huraikan bagaimana faktor-faktor itu mempengaruhi rintangan konduktor itu.State 2 factor that affected the resistance of the conductor.Describe how the factors can affected the resistance of conductor.

[ 4 marks]

b) Rajah12.2 menunjukkan tiga perintang yang serupa dalam satu litar elektrik yang disambungkankepada bekalan elektrik 12 V

Diagram 12.2 shows three identical resistors in an electric circuit that is connected to a supply voltage12V.

RAJAH 12.2DIAGRAM 12.2

(i)

Hitungkan rintangan berkesan dalam litar itu.Calculate the effective resistance in circuit

[ 1 mark]

(ii) Berapaah bacaan voltmeter ?What is the reading of the voltmeter?

[2 marks ]

(ii) Berapakah bacaan ammeter ?What is the reading of ammeter?

[ 1 marks ]

c) Anda ditugaskan untuk mengkaji ciri-ciri kuasa perintang dalam alat pemanas

dan reka bentuk alat pemanas sebuah cerek elektrik.You are assigned to investigate the characteristics of the power of heating coil and the design of the heatingelement in an electric kettle.


6/15


6

Terangkan kesesuaian setiap ciri dalam jadual dan seterusnya tentukan cerek elektrik yang manakah palingsesuai digunakan untuk memanaskan air supaya ianya cepat dan selamat.Give reason for your answer.Beri sebab untuk jawapan anda.Explain the suitability of every characteristic in the table and then determine the most suitable electric kettle to beused to boil the water faster and safely.

[10 marks]

Sistem pembumian Bilangan GegelungNumber of loop Earthing system

Bahan gegelungpemanas Materialof heating coil

Kuasa gegelungpemanasPowerof heating coil

PKonstantanConstantan

Kuasa

Power1000W

VoltanVoltage240V

QNikromNicrom

KuasaPower1 000 W

VoltanVoltage240 V

R NikromNicrom

KuasaPower1500 W

VoltanVoltage240V


7/15


8/15


8

Rajah 8.1Diagram 8.1 Rajah 8.2

Diagram 8.2

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan 6V,12W ?What is meant by 6V,12W ?........................................................................................................................................................... [ 1mark ]

(b) Nyatakan jenis sambungan litar dalam Rajah 8.1 dan 8.2.State the type of circuit in Diagram 8.1 and 8.2Rajah 8.1 : ................Diagram 8.1Rajah 8.2..................Diagram 8.2

[ 2marks ]

(c)

Mentol-mentol dalam Rajah 8.2 lebih cerah dari mentol dalam Rajah 8.1. Terangkan jawapan anda.The bulbs in Diagram 8.2 are brighter than the bulbs in Diagram 8.1. Explain your answer ..................

..................[ 2 marks ]

(d) Rintangan setiap mentol dalam Rajah 8.1 dan Rajah 8.2 adalah 4 . Tentukan arus yang mengalir dalamsetiap mentol.The resistance of each bulb in Diagram 8.1 and Diagram 8.2 is 4 . Determine the current flow in each bulb.(i) Rajah 8.1:

Diagram 8.1:

(ii) Rajah 8.2:Diagram 8.2:

[ 4 marks ]

(e)

Seorang pelajar hendak merekabentuk sebuah inkubator. Mentol digunakan untuk memanaskan inkubator itu.A student wants to design an incubator. Bulbs are used to heat up the incubator.


9/15


9

(i)

Di antara litar Rajah 8.1 dan Rajah 8.2, litar yang manakah paling sesuai digunakan oleh pelajaruntuk memanaskan inkubator.Between the circuit in Diagram 8.1 and in Diagram 8.2, which circuit is the mostsuitable to be used by the student to heat up the incubator.

..........[ 1 mark]

(ii) Berikan dua sebab kepada jawapan anda di 8(e)(i).Give two reasons for your answer in 8(e)(i).

................................................................................................................................................................................................................................................................... [2 marks]

5.

Fatimah mendapati bil elektriknya telah meningkat semenjak dia menggunakan mentol filamen . Apabila dia pergi kekedai untuk membeli mentol baru bagi menggantikan mentol di biliknya yang telah terbakar, dia dapati pelbagai jenis

mentol ada dijual seperti gambar diatas.Fatimah notice that her electric bill has increase since she used filament bulbs. When she went to buy a bulb toreplace the bulb for her room which has blown out , she notice that there are many type of bulbs in the shop asshown in the diagram above.

Rajah 8.1 dan 8.2 menunjukkan mentol berfilamen dan mentol jimat tenaga. Kedua-dua mentol ini menghasilkankeamatan cahaya yang samaDiagram 8.1 and 8.2 show a filament bulb and an energy saver bulb. These two bulbs gives the same amount oflight intensity.


10/15


10

(a)

Mentol berfilamen menggunakan kuasa sebanyak 75 W. Apakah yang dimaksudkan dengan kuasa elektrik ?The filament bulb uses 75 W of power. What is meant by electrical power?

.......................................................................................................................... (1 mark)

(b)

Nyatakan perubahan tenaga yang berlaku dalam kedua-dua mentol.State the energy transformation that occurs in both bulbs.

........................................................................................................................... (2 marks)

(i) Mentol berfilamen menggunakan tenaga 75 J dalam satu saat tetapi cuma mengeluarkan 11.25 J tenagaberguna setiap saat. Namakan tenaga yang dibazirkan oleh mentol itu.The filament bulb consumes 75 J of energy in one second but it only delivers 11.25 J of useful energy persecond. Name the wasted energy released by the bulb?

.............................................................................................................................. (1 mark)

(ii) Hitung kecekapan mentol berfilamen dan mentol jimat tenaga dari Jadual 8. Calculatethe efficiency of the filament bulb and the energy saver bulb from Table 8.

(4 marks)

(iii) Mentol yang manakah lebih jimat untuk digunakan? Berikan satu alasan untuk jawapan anda.Which bulb is more economical to be used? Give a reason for your answer.

................................................................................................................................

................................................................................................................................ (2 marks)

(c) Namakan satu alat elektrik yang digunakan di rumah dan nyatakan satu cara untuk meningkatkan

kecekapannya.

Name one electrical appliance used at home and state one way to make it more efficient.

................................................................................................................................

................................................................................................................................ (2 marks)

6. Rajah 12 menunjukkan sebiji bola ping pong disalut dengan kerajang logam nipis diletakkan diantarasepasang plat logam.Apabila suis V.L.T dipasang, satu medan elektrik terhasil di antara dua cakera logamtersebut.Diagram 12 shows a ping pong ball coated with thin metal foil placed between a pair ofparallel metal disc. When the E.H.T is switched on, an electric field is formed in between the metal disc.


11/15


11

Rajah 12

Diagram 12

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan medan electric?What is meant by electric field?

[1 mark]

(b) Terangkan apakah yang akan berlaku kepada bola ping pong itu bila ia dibawabersentuh dengan cakeralogam yang disambungkan dengan terminal positif VLT?Explain what will happen to the ping pong ball when it is brought to touch the metal disc connected topositive terminal of EHT?

[4 marks]

Rahman ingin menukar salah sebuah daripada bilik di rumah barunya. Dia diberi beberapa cadangan sepertidalam Rajah 12.1. Rajah 12.1 menunjukkan empat litar elektrik , K, L, M dan N, dengan susunan mentol-mentoldan soket-soket yang berbeza. Litar tersebut digunakan untuk pendawaian bilik bacaan anak-anaknya.Anda dikehendaki menentukan litar yang paling sesuai untuk menyalakan mentol-mentol dan membekalkankuasa elektrik pada bilik bacaan tersebut.

Kaji ciri-ciri bagi empat litar itu dari aspek berikut:

Rajah 12.1

Diagram 12.1


12/15


12

Rahman wants to transform one of the room in his new house as shown in diagram 12.1. He is given a fewsuggestions as shown in Diagram 12.2 . Diagram 12.2 shows four electric circuits, K, L, M and N, with differentarrangement of bulbs and power sockets. The circuit is to be used in the wiring of the study room for his kids.You are required to determine the most suitable circuit to light up and supply the electrical power to the studyroom. Study all the four circuits based on the following aspects:

(i)

ciri keselamatansafety feature

(i) susunan mentol-mentol dan soket-soketarrangement of bulbs and power sockets

(iii) kedudukan meter kilowatt-jam dan fius utamaposition of the kilowatt-hour meter and main fuse

(d) Sebuah pemanggang elektrik mempunyai satu elemen pemanas berintangan

26.7 . Arus yang mengalir melaluinya semasa digunakan ialah 9 A.

An electric toaster has a heating element of resistance 26.7 . The current flowingthrough it while in use is 9A

(i) Nyatakan nilai fius yang sesuai untuk pemanggang itu.State the suitable fuse for the toaster.


13/15


13

(ii) HitungkanCalculate

- voltan yang dibekalkan- the supplied voltage

- kuasa yang dikeluarkan oleh pemanggang- the power dissipated by the toaster

[5 marks]

7.

a)

b)

Rajah 12.1 dan Rajah12.2 menunjukkan dua buah litar elektrik ringkas yang mengandungi dua buah mentolmasingmasing 5W, 4 dan sebuah reostat yang boleh melaras rintangan dari 0 hingga 50 .

Diagram 12.1 and 12.2 shows two electrical circuits containing two bulbs 5 W , 4 each and an adjustablerheostat (050)

Apakah yang dimaksudkan dengan rintangan ?What is meant by resistance ?

[1 mark] / [1 markah]

(i) Nyatakan susunan mentolmentol dengan reostat dan hubungkaitkan dengan konsep rintanganberkesan bagi keduadua Rajah.State the arrangement of the bulbs with the rheostat and relate it to the concept of effectiveresistance for both diagrams.

(ii)

Jika reostat mempunyai rintangan 50 , hitungkan rintangan berkesa dalam Rajah 12.2If the rheostat has a resistance of 50,calculate the effective resistance in Diagram 12.2

[4 marks] / [4markah]

c) Diagram 12.3 shows an an electric jug used to boil water.Rajah 12. 3 menunjukkan sebuah cerekk elektrik yang digunakan untuk memasak air.

Diagram 12.1

Rajah 12.1

Bulb 5W, 4

Mentol , 5W,4

RheostatReostat,

(0 50 )

Batteriesbateri

Diagram 12.2Rajah 12.2


14/15


14

Jadual 12.4 menunjukkan spesifikasi empat dawai berdiameter sama yang boleh digunnakan untukmembuat elemen pemanas sebuah cerek elektrik.Table 12.4 shows the specifications for four wires of the same diameter that can be used as a heatingelement of an electric kettle.

Jadual 12.4Table 12.4

Anda diminta mengenalpasti dawai yang paling sesuai dan terangkan kesesuaian aspek-aspek yangtertera di Jadual 12.4You are required to determine the most suitable wire and explain the suitability of the aspects in Table 12.4

[10 markah] / [10 markah]

JenisType

Ketumpatan/( kg m-3 )Density /( kg m-3)

Takat Lebur( 0C )

Melting point( 0C )

KadarpengoxidaanOxidation rate

Kerintangan(/m)

Resistance( / m )

P

Q

R

S

6500

7000

5000

2500

7500

8050

8500

9000

TinggiHigh

TinggiHigh

RendahLow

RendahLow

8.0 x 10-7

7.0 x 10-7

5.0 x 10-7

8.0 x 10-7

Diagram 12.3

Ra ah 12.3


15/15


15

d) Sebuah alat pemanas air berlebel 240V, 2000W digunakan selama 1 jam sehariselama 30 hari .An electric kettle labelled 240V , 2000W is used for 1 hour everyday for 30 days.

(i) Berapakah nilai rintangan pemanas itu jika disambungkan kepada bekalankuasa 240V.Find the resistance of the heating element if the kettle is connected to a 240 Vpower supply.

(ii) Jika kos seunit ialah RM 0.22 / kWj. Hitungkan kos penggunaan tenaga

elektrik.

If the cost per unit is RM 0.22 / kWh , calculate the cost of the usage of theeletrical energy.

[5 marks] / [5 markah]

modul skor a+ fizik jpns 2014 - keelektrikan

Documents