2025年大學(xué)《物理學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——磁場(chǎng)與電場(chǎng)的相互作用機(jī)理探究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。每小題3分，共30分。）1.一條無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，其周?chē)滁c(diǎn)P距離導(dǎo)線為r，該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為（）。A.μ?I/(2πr2)B.μ?I/(2πr)C.μ?I/(4πr2)D.μ?I/(4πr)2.下列哪個(gè)物理量是描述磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量？（）A.電勢(shì)B.電流C.磁通量D.磁感應(yīng)強(qiáng)度3.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的根本原因是（）。A.導(dǎo)體回路中存在電流B.穿過(guò)導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化C.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)D.磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體回路施加了力4.楞次定律指出，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是（）。A.與原磁場(chǎng)方向相同，以阻礙原磁場(chǎng)的變化B.與原磁場(chǎng)方向相反，以阻礙原磁場(chǎng)的變化C.與原磁場(chǎng)方向相同，以加強(qiáng)原磁場(chǎng)的變化D.與原磁場(chǎng)方向相反，以加強(qiáng)原磁場(chǎng)的變化5.一個(gè)帶正電的粒子以速度v進(jìn)入一個(gè)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域，速度方向與磁場(chǎng)方向垂直。該粒子將做（）運(yùn)動(dòng)。A.勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.勻減速直線運(yùn)動(dòng)C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.勻變速曲線運(yùn)動(dòng)6.一段通電導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線受到的安培力為零，以下說(shuō)法正確的是（）。A.導(dǎo)線中的電流為零B.導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行C.導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直D.導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力與電場(chǎng)力平衡7.自感現(xiàn)象是由于（）引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。A.穿過(guò)回路的總磁通量發(fā)生變化B.導(dǎo)線中電流發(fā)生變化C.回路形狀發(fā)生變化D.回路中存在電阻8.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。ǎ.總是與磁通量成正比B.總是與磁通量變化率成正比C.總是與磁通量變化量成正比D.總是與磁通量變化率成反比9.一個(gè)面積為S的矩形線圈，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向（）時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大。A.平行B.垂直C.成30°角D.成45°角10.安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I三者之間的關(guān)系可表示為（）。A.F=BIlB.F=IlBsinθ，θ為I與B的夾角C.F=B2IlD.F=μ?IlB二、填空題（請(qǐng)將答案填在題后的橫線上。每空3分，共30分。）1.真空中，兩個(gè)點(diǎn)電荷Q?和Q?相距為r，它們之間的庫(kù)侖力大小為F=kQ?Q?/r2，其中k是______，其值為_(kāi)_____。2.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度定義為放在該點(diǎn)的單位______所受的電場(chǎng)力。電場(chǎng)線是______的曲線。3.磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義是：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的______與電荷電量及速度大小的乘積之比。國(guó)際單位制中，B的單位是______。4.法拉第電磁感應(yīng)定律指出，閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于穿過(guò)該回路的______對(duì)______的負(fù)導(dǎo)數(shù)。5.洛倫茲力是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，其方向由______定則判斷，大小為F=qvBsinθ，其中θ是______與______的夾角。6.磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用力稱為安培力，其方向由______定則判斷，大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I以及導(dǎo)線長(zhǎng)度l和電流方向與磁場(chǎng)方向之間的夾角θ的正弦值______。7.當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_____現(xiàn)象。電感是描述線圈______的物理量。8.麥克斯韋認(rèn)為，變化的磁場(chǎng)可以激發(fā)______，變化的電場(chǎng)可以激發(fā)______。9.一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子，以速度v進(jìn)入一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B相互垂直的區(qū)域，若粒子初速度方向與電場(chǎng)方向相同，則該粒子在該區(qū)域中將做______運(yùn)動(dòng)。10.半徑為R的圓形線圈，通有電流I，在其圓心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?=μ?I/(2R)。若將該線圈放入另一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的外磁場(chǎng)中，且線圈平面與外磁場(chǎng)方向垂直，則線圈所受的磁力矩大小為M=NIB?πR2，其中N為線圈匝數(shù)。三、計(jì)算題（請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。每題15分，共45分。）1.一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I?=5.0A，另一根與它平行放置的導(dǎo)線ab長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.20m，通有電流I?=3.0A。當(dāng)兩導(dǎo)線相距d=0.10m時(shí)，導(dǎo)線ab所受的安培力大小是多少？方向如何？2.一矩形線圈，邊長(zhǎng)分別為a=0.10m和b=0.20m，電阻為R=0.50Ω。線圈以速度v=2.0m/s勻速進(jìn)入一個(gè)寬度大于a和b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T。求線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小，并指出感應(yīng)電流的方向。3.一個(gè)質(zhì)量為m=0.10kg、電量為q=1.0×10??C的質(zhì)點(diǎn)，以速度v=10m/s垂直進(jìn)入一個(gè)相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度E=100N/C，磁場(chǎng)強(qiáng)度B=0.50T。求該質(zhì)點(diǎn)在該復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期。---試卷答案一、選擇題1.B2.D3.B4.B5.C6.B7.B8.B9.B10.B二、填空題1.真空中的靜電力常數(shù)，9.0×10?N·m2/C22.正電荷，不相交3.洛倫茲力，特斯拉（T）4.磁通量，時(shí)間5.左手，速度，磁場(chǎng)6.安培，成正比7.電磁感應(yīng)，自感系數(shù)8.電場(chǎng)，磁場(chǎng)9.勻變速直線10.是三、計(jì)算題1.解：兩平行導(dǎo)線電流方向相同，相互吸引。根據(jù)安培力公式F=μ?I?I?l/(2πd)，代入數(shù)據(jù)得：F=(4π×10??T·m/A)×(5.0A)×(3.0A)×(0.20m)/(2π×0.10m)F=(2×10??T·m/A)×3.0A×0.20mF=1.2×10??N方向：垂直于兩導(dǎo)線構(gòu)成的平面，由I?指向I?。2.解：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε=Blv，代入數(shù)據(jù)得：ε=(0.80T)×(0.20m)×(2.0m/s)ε=0.32V感應(yīng)電流I=ε/R，代入數(shù)據(jù)得：I=0.32V/0.50ΩI=0.64A感應(yīng)電流方向：根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的變化。線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反。用右手螺旋定則判斷，若原磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針。3.解：質(zhì)點(diǎn)在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力。設(shè)圓周半徑為r，周期為T(mén)。洛倫茲力F?=qvB=m(v2/r)電場(chǎng)力F?=qE質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡：F?+F?=0（此處因速度垂直于場(chǎng)，電場(chǎng)力不做功，合力指向圓心）實(shí)際上，質(zhì)點(diǎn)受電場(chǎng)力qE和洛倫茲力qvB，合力提供向心力，且方向相同（因電場(chǎng)力做正功，洛倫茲力做負(fù)功，速率不變，但合力指向圓心，更可能是電場(chǎng)力與洛倫茲力的矢量和提供向心力，或題意理解為進(jìn)入瞬間合力指向圓心）。根據(jù)題意，更可能是電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等，方向相反（假設(shè)電場(chǎng)力與洛倫茲力在同一直線上且方向相反），質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。但題目問(wèn)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通常理解為洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡（可能題目有誤，但按標(biāo)準(zhǔn)模型分析），即qE=qvB，則v=E/B。代入v=10m/s,E=100N/C,B=0.50T得：v=100N/C/0.50T=200m/s（此速度與題設(shè)v=10m/s矛盾，說(shuō)明題設(shè)條件可能矛盾或需重新理解）若理解為進(jìn)入瞬間合力提供向心力：F_合=qE-qvB（假設(shè)電場(chǎng)力方向與洛倫茲力方向相反）提供向心力F_向=mv2/r=m(qE-qvB)/rr=mv2/(qE-qvB)=mv/(q(E/v-B))=mv/(qB(v/v?-B))（v?為某個(gè)速度，若v?=E/B）若理解為洛倫茲力提供向心力，則：qvB=mv2/rr=mv/(qB)代入m=0.10kg,q=1.0×10??C,v=10m/s,B=0.50T得：r=(0.10kg)×(10m/s)/(1.0×10??C×0.50T)r=1.0kg·m2/s/(5.0×