電磁學(xué)概念理解診斷試卷一、選擇題（每題3分，共30分）關(guān)于電場強度的定義式E=F/q，下列說法正確的是（）A.該式僅適用于點電荷產(chǎn)生的電場B.電場強度E與試探電荷所受電場力F成正比C.電場強度E與試探電荷的電荷量q成反比D.電場強度E的方向與正試探電荷所受電場力的方向一致真空中兩個靜止點電荷相距為r時，庫侖力大小為F。若電荷量不變，距離變?yōu)?r，則庫侖力大小變?yōu)椋ǎ〢.F/4B.F/2C.2FD.4F關(guān)于磁感線的描述，下列說法正確的是（）A.磁感線是客觀存在的曲線B.磁感線從磁鐵的N極出發(fā)，終止于S極C.磁感線的疏密程度表示磁場的強弱D.磁感線相交處磁場方向一定相同如圖所示，通電直導(dǎo)線垂直于磁場方向放置，若電流大小為I，導(dǎo)線長度為L，磁感應(yīng)強度為B，則導(dǎo)線所受安培力大小為（）A.F=BILB.F=BILsinθ（θ為導(dǎo)線與磁場夾角）C.F=BILcosθD.無法確定下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的說法中，正確的是（）A.只要閉合電路內(nèi)有磁通量，就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中運動，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流C.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化D.感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化方向無關(guān)一個平行板電容器，兩極板間距離為d，電容為C。若保持電荷量不變，將兩極板間距離增大到2d，則電容變?yōu)椋ǎ〢.C/2B.CC.2CD.4C關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.自感電動勢總是阻礙電流的變化B.自感系數(shù)與電流大小有關(guān)C.自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種特殊情況D.自感電動勢的大小與電流變化率成正比下列哪種情況中，洛倫茲力對帶電粒子不做功（）A.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動B.帶電粒子在勻強磁場中做勻速直線運動C.帶電粒子在勻強磁場中做螺旋線運動D.以上情況洛倫茲力均不做功關(guān)于電場線和等勢面的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.電場線總是與等勢面垂直B.電場線的方向是電勢升高的方向C.同一等勢面上各點的電場強度大小相等D.電場線越密集的地方，等勢面越稀疏一個匝數(shù)為n的線圈，穿過它的磁通量隨時間變化的規(guī)律為Φ=kt（k為常數(shù)），則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為（）A.nktB.nkC.k/nD.kt/n二、填空題（每空2分，共20分）電荷量為q的點電荷在電場中某點的電勢能為Ep，則該點的電勢φ=__________。磁場中某點的磁感應(yīng)強度B的方向與放在該點的小磁針靜止時__________極所指的方向一致。電容器的電容C與兩極板的正對面積S成__________比，與兩極板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù)εr成__________比。閉合電路的歐姆定律表達式為I=，其中E表示，r表示電源內(nèi)阻。當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可以用__________定則判斷。帶電粒子在電場中運動時，電場力對它做的功W=qU，其中U是粒子運動的初末位置間的__________。兩根平行直導(dǎo)線通有同向電流時，它們之間的相互作用力為__________（填“引力”或“斥力”）。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的磁場總是__________引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，這一規(guī)律稱為__________定律。三、計算題（共30分）（10分）真空中有兩個點電荷，電荷量分別為Q1=+4×10^-8C和Q2=-2×10^-8C，相距r=0.2m。求：（1）兩點電荷間的庫侖力大??；（2）在兩點電荷連線的中點處的電場強度大小和方向。（靜電力常量k=9×10^9N·m2/C2）（10分）如圖所示，一個匝數(shù)n=100的矩形線圈，面積S=0.02m2，在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=100πrad/s。求：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em；（2）從中性面開始計時，寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式；（3）線圈轉(zhuǎn)動一周過程中，感應(yīng)電動勢的平均值。（10分）一個質(zhì)量m=2×10^-3kg、電荷量q=1×10^-5C的帶電小球，在豎直向下的勻強電場中靜止釋放，經(jīng)過t=0.5s下落高度h=0.5m。已知重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力。求：（1）小球下落的加速度大??；（2）電場強度的大小和方向。四、綜合分析題（共20分）（10分）如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌間距L=0.5m，左端接有阻值R=1Ω的電阻，導(dǎo)軌所在平面內(nèi)有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.2T。一根質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，現(xiàn)用水平向右的拉力F=0.3N拉導(dǎo)體棒，使其從靜止開始運動。不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度g=10m/s2。求：（1）導(dǎo)體棒剛開始運動時的加速度大??；（2）導(dǎo)體棒運動的最大速度vm；（3）當(dāng)導(dǎo)體棒速度達到vm/2時，電阻R上消耗的電功率。（10分）某同學(xué)在做“探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗時，進行了如下操作：①將靈敏電流計、線圈A、線圈B、電源、開關(guān)和滑動變阻器串聯(lián)成一個閉合電路；②將線圈A插入線圈B中，閉合開關(guān)，觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)情況；③保持開關(guān)閉合，將線圈A從線圈B中拔出，觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)情況；④保持開關(guān)閉合，線圈A靜止不動，移動滑動變阻器的滑片，觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)情況。請回答下列問題：（1）步驟②中，電流計指針是否偏轉(zhuǎn)？為什么？（2）步驟③中，電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與步驟②中是否相同？為什么？（3）步驟④中，移動滑動變阻器滑片的目的是什么？電流計指針是否偏轉(zhuǎn)？參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（注：實際試卷中可根據(jù)教學(xué)要求調(diào)整難度和分值，此處僅為示例）一、選擇題D2.A3.C4.A5.C6.A7.B8.D9.A10.B二、填空題Ep/q2.N（北）3.正，正4.E/(R+r)，電源電動勢5.楞次6.電勢差7.引力8.阻礙，楞次三、計算題（1）庫侖力大小F=k|Q1Q2|/r2=9×10^9×(4×10^-8×2×10^-8)/0.22=1.8×10^-4N；（2）中點處電場強度E=E1+E2=kQ1/(r/2)2+k|Q2|/(r/2)2=9×10^9×(4×10^-8+2×10^-8)/(0.1)2=5.4×10^4N/C，方向由Q1指向Q2。（1）Em=nBSω=100×0.5×0.02×100π=314V；（2）e=Emsinωt=314sin(100πt)V；（3）平均值為0（一個周期內(nèi)磁通量變化量為0）。（1）由h=1/2at2得a=2h/t2=2×0.5/0.52=4m/s2；（2）由mg-qE=ma得E=(mg-ma)/q=(0.02-0.008)/1×10^-5=1.2×10^3N/C，方向豎直向下。四、綜合分析題（1）剛開始運動時無感應(yīng)電流，F(xiàn)-μmg=ma，a=(0.3-0.1×0.1×10)/0.1=2m/s2；（2）最大速度時F=μmg+BIL=μmg+B2L2vm/R，解得vm=(F-μmg)R/B2L2=(0.3-0.1)/1/(0.22×0.52)=20m/s；（3）速度為vm/2=10m/s時，感應(yīng)電動勢E=BLv=0.2×0.5×10=1V，電功率P=E2/R=1W。（1）偏轉(zhuǎn)，因為線圈A中電流變化導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量變化；（2）不同，因為磁通量變化方向相反，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向相反；（3）改變線圈A中的電流大小，從而改變穿過線圈B的磁通量；指針偏轉(zhuǎn)，因為磁通量發(fā)生變化。試卷設(shè)計說明本試卷覆蓋電磁學(xué)核心概念，包括靜電場、恒定電流、磁場、電磁感應(yīng)等模塊，通過選擇、填空、計算