2025年大學(xué)生活中的物理學(xué)（電磁學(xué)應(yīng)用實(shí)例）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）請(qǐng)將答案填在下列各題的括號(hào)內(nèi)。（總共6題，每題5分）w1：在日常生活中，我們常見的電磁爐利用了電磁感應(yīng)原理來加熱食物。關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí)，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生C.線框不閉合時(shí)，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒有感應(yīng)電流D.只要電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就一定有感應(yīng)電流w2：變壓器是一種常見的電磁學(xué)設(shè)備，它能改變交流電壓。理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，以下說法正確的是（）A.原、副線圈電壓之比為10:1B.原、副線圈電流之比為10:1C.原、副線圈電功率之比為10:1D.原、副線圈磁通量變化率之比為10:1w3：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形線圈abcd，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A.線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變D.線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變w4：關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反C.線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過線圈的磁通量變化率成正比D.在自感系數(shù)一定的條件下，通過導(dǎo)體的電流變化越快，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)越大w5：如圖所示，A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L自感系數(shù)很大，電阻可忽略不計(jì)。閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定時(shí)，B燈的亮度比A燈亮?，F(xiàn)將開關(guān)S斷開，則（）A.A燈立即熄滅B.A燈逐漸熄滅，且電流方向與原來相反C.B燈立即熄滅D.B燈逐漸熄滅，且電流方向與原來相反w6：在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸送的電功率相同時(shí)，則關(guān)于輸電導(dǎo)線上損失的功率下列說法正確的是（）A.減小輸電導(dǎo)線的電阻可以減小損失的功率，但此種方法很有限B.提高輸送電壓從而減小輸送電流，可大大減小損失的功率C.損失的功率與輸送電壓的二次方成反比D.損失的功率與輸電線上的電壓降成反比第II卷（非選擇題共70分）w7：（10分）簡(jiǎn)述電磁感應(yīng)現(xiàn)象在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用原理，并說明發(fā)電機(jī)是如何將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的。w8：（15分）如圖所示，一個(gè)閉合線圈abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面。已知線圈的匝數(shù)n=100，電阻R=2Ω，邊長(zhǎng)ab=0.2m，bc=0.1m。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律為B=0.02+0.01t（T）。求：（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；（2）線圈中感應(yīng)電流的大小。w9：（15分）如圖所示，理想變壓器原線圈接在交變電源上，副線圈通過輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R。開始時(shí)，開關(guān)S斷開。當(dāng)S閉合后，以下說法正確的是（）A.副線圈兩端的電壓減小B.通過燈泡L1的電流減小C.原線圈中的電流增大D.變壓器的輸入功率減小請(qǐng)分析以上選項(xiàng)，并說明理由。w10：（20分）材料：隨著科技的發(fā)展，無線充電技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的生活。無線充電的原理基于電磁感應(yīng)。當(dāng)交變電流通過送電線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，受電線圈處在該磁場(chǎng)中，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而實(shí)現(xiàn)充電。問題：（1）請(qǐng)解釋無線充電過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的。（2）若送電線圈的匝數(shù)增加，對(duì)受電線圈中感應(yīng)電流的大小有何影響？并說明原因。w11：（20分）材料：在電子設(shè)備中，常常利用電磁學(xué)原理來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸和處理。例如，電感和電容組成的LC振蕩電路可以產(chǎn)生特定頻率的電磁波，用于無線通信等。問題：（1）簡(jiǎn)述LC振蕩電路產(chǎn)生電磁波的過程。（2）若要提高LC振蕩電路產(chǎn)生電磁波的頻率，可采取哪些措施？答案：w1：Cw2：Aw3：Aw4：ADw5：Dw6：ABCw7：電磁感應(yīng)現(xiàn)象在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用原理是：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。發(fā)電機(jī)工作時(shí)，通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。w8：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律\(E=n\frac{\Delta\varPhi}{\Deltat}\)，\(\varPhi=BS\)，\(\Delta\varPhi=S\DeltaB\)，\(S=ab\timesbc=0.2\times0.1=0.02m^2\)，\(\DeltaB=0.01T\)，\(\Deltat=1s\)，可得\(E=nS\frac{\DeltaB}{\Deltat}=100\times0.02\times\frac{0.01}{1}=0.2V\)。（2）根據(jù)歐姆定律\(I=\frac{E}{R}=\frac{0.2}{2}=0.1A\)。w9：A選項(xiàng)，開關(guān)S閉合后副線圈負(fù)載電阻減小，副線圈電壓不變，根據(jù)\(I=\frac{U}{R}\)，副線圈電流增大，根據(jù)\(U_1=\frac{n_1}{n_2}U_2\)，原線圈電壓不變，原線圈電流增大，根據(jù)\(P=UI\)，變壓器輸入功率增大，副線圈電壓不變，A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，副線圈電流增大，燈泡L1兩端電壓不變，根據(jù)\(I=\frac{U}{R}\)，通過燈泡L1的電流增大，B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，原線圈電流增大，C正確；D選項(xiàng)，變壓器輸入功率增大，D錯(cuò)誤。w10：（1）無線充電過程中，送電線圈將電能轉(zhuǎn)化為交變磁場(chǎng)的磁能，受電線圈將磁能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)現(xiàn)充電。（2）送電線圈匝數(shù)增加，根據(jù)\(E=n\frac{\Delta\varPhi}{\Deltat}\)，產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)更強(qiáng)，受電線圈中磁通量變化率增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，根據(jù)\(I=\frac{E}{R}\)，受電線圈中感應(yīng)電流增大。w11：（1）LC振蕩電路中，電容器充電時(shí)，電場(chǎng)能增加，磁場(chǎng)能減小；放電時(shí)，電場(chǎng)能減小，磁場(chǎng)能增加。當(dāng)電容器放電完畢時(shí)，電場(chǎng)能為零，磁場(chǎng)能最大；當(dāng)電容器充電完畢時(shí)，電場(chǎng)能最大，磁