2025年大學(xué)物理學(xué)（電磁學(xué)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.關(guān)于靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)也一定為零B.電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢(shì)也一定處處相同C.電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向D.電勢(shì)高的地方電場(chǎng)強(qiáng)度一定大答案：C2.一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，則（）A.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)高B.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)低C.A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等D.無(wú)法確定A、B兩點(diǎn)電勢(shì)的高低答案：B3.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力為F。如果保持它們之間的距離不變，將其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量增大為原來(lái)的2倍，則它們之間的靜電力變?yōu)椋ǎ〢.F/2B.FC.2FD.4F答案：C4.如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，現(xiàn)將兩極板間距離增大，則（）A.電容器的電容增大B.電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大C.電容器極板間的電勢(shì)差增大D.電容器極板上的電荷量增大答案：C5.關(guān)于安培力和洛倫茲力，下列說(shuō)法正確的是（）A.安培力和洛倫茲力是性質(zhì)不同的兩種力B.安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功C.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)D.以上說(shuō)法都不正確答案：BC6.如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一正電荷從O點(diǎn)沿水平方向射入磁場(chǎng)，不計(jì)重力，關(guān)于電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（）A.電荷一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.電荷一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.電荷可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，也可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是拋物線答案：C7.一個(gè)閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流（）A.平動(dòng)B.轉(zhuǎn)動(dòng)C.切割磁感線運(yùn)動(dòng)D.磁通量發(fā)生變化答案：D8.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接電阻R，下列說(shuō)法正確的是（）A.原、副線圈電流之比為I1∶I2=2∶1B.原、副線圈電壓之比為U1∶U2=2∶1C.原、副線圈功率之比為P_{1}∶P_{2}=2∶1D.原線圈輸入功率和副線圈輸出功率之比為1∶1答案：BD9.關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸答案：ABC10.如圖所示，一矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直。線圈匝數(shù)n=100，邊長(zhǎng)ab=0.2m，ad=0.1m，角速度ω=100πrad/s，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。當(dāng)線圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為（）A.e=100sin100πt（V）B.e=100cos100πt（V）C.e=50sin100πt（V）D.e=50cos100πt（V）答案：A第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）如圖所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為Q1=+2×10^{-6}C，Q2=-4×10^{-6}C，它們相距r=2m。求：（1）兩電荷連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大??；（2）兩電荷連線中點(diǎn)處的電勢(shì)。（靜電力常量k=9×10^{9}N·m^{2}/C^{2}）12.（12分）如圖所示，一平行板電容器的電容C=20μF，兩板間距離d=1cm，接在電壓U=100V的電源上?，F(xiàn)將一電荷量q=-×10^{-6}C的點(diǎn)電荷從A板移到B板，求：（1）電容器所帶電荷量；（2）點(diǎn)電荷從A板移到B板過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功；（3）A、B兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。13.（12分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上，導(dǎo)軌間距L=1m，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌左端接有阻值R=2Ω的電阻。質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T?，F(xiàn)用一水平恒力F=1N向右拉金屬棒ab，使其由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，重力加速度g=10m/s^{2}。求：（1）金屬棒ab的最大速度；（2）當(dāng)金屬棒ab的速度v=m/s時(shí)，金屬棒ab的加速度大小。14.（13分）材料：如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間距L=0.2m，左端接有阻值R=0.m的電阻。一質(zhì)量m=0.1kg的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。導(dǎo)軌所在空間存在垂直于桌面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T?，F(xiàn)用一水平向右的拉力F拉金屬桿ab，使其由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=2m/s^{2}。已知金屬桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J，求：（1）金屬桿ab運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；（2）拉力F在時(shí)間t內(nèi)做的功W。15.（13分）材料：如圖所示，理想變壓器原線圈接電壓有效值恒定的正弦交流電源，副線圈接有電阻R、電容器C和燈泡L。已知變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1，電阻R=10Ω，燈泡L正常發(fā)光，電容器C的電容C=100μF。若副線圈輸出電壓的有效值U2=20V，求：（1）原線圈輸入電壓的有效值U1；（2）燈泡L的額定功率P；（3）通過(guò)電容器C的電流有效值Ic。答案：11.（1）根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理，兩電荷在連線中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同。E1=kQ1/(r/2)^2=9×10^9×2×10^-6/(1)^2=1.8×10^4N/CE2=kQ2/(r/2)^2=9×10^9×4×10^-6/(1)^2=3.6×10^4N/C則中點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=E1+E2=5.4××10^4N/C（2）取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，根據(jù)電勢(shì)疊加原理，兩電荷在連線中點(diǎn)處的電勢(shì)分別為：φ1=kQ1/r/2=9×10^9×2×10^-6/1=1.8××10^4Vφ2=kQ2/r/2=9×10^9×4×10^-6/1=3.6××10^4V則中點(diǎn)處電勢(shì)φ=φ1+φ2=-1.8××10^4V12.（1）電容器所帶電荷量Q=CU=20×10^-6×100=2×1