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______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求）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.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是跟等勢(shì)面垂直D.電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向2.一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電荷量q=2.0×10??C，在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，在這過(guò)程中，除電場(chǎng)力外，其他力做的功為6.0×10??J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0×10??J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab為（）A.3.0×10?VB.1.0×10?VC.4.0×10?VD.7.0×10?V3.如圖所示，在真空中有兩個(gè)等量正電荷Q，分別置于A、B兩點(diǎn)，DC為A、B連線的中垂線，D為無(wú)限遠(yuǎn)處，現(xiàn)將一正電荷q由C點(diǎn)沿CD移動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A.q的電勢(shì)能逐漸減小B.q的電勢(shì)能逐漸增大C.q受到的電場(chǎng)力先增大后減小D.q受到的電場(chǎng)力先減小后增大4.一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，若將兩極板間距離減小，則該電容器的（）A.電容變大，極板間電壓變大B.電容變大，極板間電壓變小C.電容變小，極板間電壓變大D.電容變小，極板間電壓變小5.如圖所示，A、B為兩個(gè)等量同種電荷，在A、B連線上有a、b、c三點(diǎn)，其中b為連線的中點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)與b點(diǎn)等距，則（）A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大B.a點(diǎn)的電勢(shì)比c點(diǎn)的電勢(shì)高C.a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D.正電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功6.關(guān)于電流，下列說(shuō)法中正確的是（）A.通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量越多，電流越大B.電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，電流越大C.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大D.因?yàn)殡娏饔蟹较颍噪娏魇鞘噶?.兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中一根均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍，把另一根對(duì)折后絞合起來(lái)，然后給它們分別加上相同的電壓，則在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)它們橫截面的電荷量之比為（）A.1:4B.1:8C.1:16D.16:18.如圖所示，兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b通有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場(chǎng)力大小為F?。當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕?。則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)椋ǎ〢.F?B.F?-F?C.F?+F?D.2F?-F?9.如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可以在ab、cd上無(wú)摩擦地滑動(dòng)。桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì)。開(kāi)始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度v?，則（）A.ef將向右做勻速運(yùn)動(dòng)B.ef將向右做減速運(yùn)動(dòng)C.ef將向右做加速運(yùn)動(dòng)D.ef將向左做減速運(yùn)動(dòng)10.如圖所示，矩形線圈abcd位于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線附近，線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線圈的ad、bc邊與導(dǎo)線平行。下面的操作中，能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.使線圈水平向左平移一小段距離B.使線圈豎直向上平移一小段距離C.使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度D.使線圈以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題4分，每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）1.關(guān)于電場(chǎng)線和等勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的是（）A.電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直B.電場(chǎng)線從低電勢(shì)等勢(shì)面指向高電勢(shì)等勢(shì)面C.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低D.沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功2.如圖所示，一帶電粒子以某一速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡為圖中的一段圓弧MN。不計(jì)粒子所受重力，則該粒子（）A.帶正電B.帶負(fù)電C.運(yùn)動(dòng)的速率不變D.運(yùn)動(dòng)的周期不變3.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20:1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220V，60W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光。則（）A.電流表的示數(shù)為\(\frac{3}{110}\)AB.電源輸出功率為1200WC.電流表的示數(shù)為\(\frac{3}{220}\)AD.原線圈端電壓為4400V4.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)金屬球以一定的初速度通過(guò)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則從球開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)過(guò)程中（磁場(chǎng)寬度大于金屬球的直徑），小球（）A.整個(gè)過(guò)程勻速運(yùn)動(dòng)B.進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中球?qū)ψ烂娴膲毫Υ笥谥亓.穿出磁場(chǎng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向可能改變D.完全穿出磁場(chǎng)后速度一定比進(jìn)入磁場(chǎng)前大5.如圖所示，A、B為兩個(gè)相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置。A線圈中通有如圖所示的交變電流i，則（）A.在t?到t?時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相吸B.在t?到t?時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相斥C.t?時(shí)刻兩線圈間作用力為零D.t?時(shí)刻兩線圈間吸引力最大三、填空題（總共5題，每題4分）1.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力為F，如果保持它們所帶的電荷量不變，將它們之間的距離增大到原來(lái)的3倍，則它們之間靜電力的大小等于______F。2.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=200V，距離d=0.1m，兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)線方向夾角θ=__，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)_____V/m。3.如圖所示為一交流電流隨時(shí)間變化的圖象，此交變電流的有效值是______A。4.如圖所示，一面積為S的矩形線圈abcd，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直?，F(xiàn)使線圈以ab邊為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°，則在此過(guò)程中，線圈中磁通量的變化量為_(kāi)_____。5.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入電阻R和理想電壓表V，當(dāng)原線圈中電流為I時(shí)，電壓表的示數(shù)為U，則副線圈中電流為_(kāi)_____，電阻R消耗的功率為_(kāi)_____。四、簡(jiǎn)答題（總共3題，每題10分）1.簡(jiǎn)述電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念，并說(shuō)明它們之間的關(guān)系2.分析通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)，并說(shuō)明如何用安培定則判斷磁場(chǎng)方向3.闡述電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，并舉例說(shuō)明五、計(jì)算題（總共2題，每題10分）1.如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間的電勢(shì)差為U，一個(gè)電子以初速度v?垂直于電場(chǎng)方向從負(fù)極板邊緣射入電場(chǎng)，已知電子電荷量為e，質(zhì)量為m。求：（1）電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大?。唬?）電子射出電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的偏移量y；（3）電子射出電場(chǎng)時(shí)的速度大小。2.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)給金屬棒ab一個(gè)水平向右的初速度v?，金屬棒在導(dǎo)軌上滑行一段距離后停止。求：（1）金屬棒滑行過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量q；（2）金屬棒滑行過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q。答案：一、選擇題1.C2.B3.A4.B5.A6.C7.C8.A9.B10.A二、多項(xiàng)選擇題1.ACD2.BCD3.AD4.B5.ABC三、填空題1.\(\frac{1}{9}\)2.60°；20003.5\(\sqrt{2}\)4.BS5.2I；UI四、簡(jiǎn)答題1.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，其大小等于放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相同。電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差。電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系：沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向電勢(shì)逐漸降低，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是電勢(shì)降低最快的方向。2.通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)是以導(dǎo)線為圓心的同心圓，磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。用安培定則判斷磁場(chǎng)方向時(shí)，右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化。例如，閉合線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線圈的面積、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、線圈與磁場(chǎng)的夾角等因素發(fā)生變化時(shí)，磁通量就可能發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。又如，當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)，穿過(guò)閉合線圈的磁通量也會(huì)變化，也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。五、計(jì)算題1.（1）電子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力F=eU/d，根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可得加速度\(a=\frac{eU}{md}\)。（2）電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向的偏移量\(y=\frac{1}{2}at^{2}\)，其中\(zhòng)(t=\frac{L}{v_{0}}\)，代入可得\(y=\frac{eUL^{2}}{2mv_{0}^{2}d}\)。（3）電子射出電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度\(v_{y}=at=\frac{eUL}{mv_{0}d}\)，則射出電場(chǎng)時(shí)速度大小\(v=\sqrt{v_{0}^{2}+v_{y}^{2}}=\sqrt{v_{0}^{2}+(\frac{eUL}{mv_{0}d})^{2}}\)。2.（1）金屬棒滑行過(guò)程中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律\(E=BLv\)，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)\(\overline{E}=BL\overline{v}\)，平均電流\(\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R+r}\)，通過(guò)電阻R的電荷量\(q=\overline{I}t=\frac{BLv_{0}t}{R+r}=\frac{BLx}{R+r}\)，其中\(zhòng)(x\)為金屬棒滑行