2025年大學物理實驗（電磁學實驗）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案填寫在題目后面的括號內(nèi)。1.在研究電磁感應現(xiàn)象的實驗中，關于楞次定律的應用，下列說法正確的是（）A.感應電流的磁場總是與原磁場方向相反B.感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變化C.原磁場磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場方向相同D.原磁場磁通量減少時，感應電流的磁場與原磁場方向相反（B）2.用伏安法測電阻時，若采用電流表外接法，測量結果與真實值相比（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定（B）3.關于自感現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.自感電動勢總是與原電流方向相反B.自感電動勢總是阻礙原電流的變化C.自感電動勢的大小與原電流的大小成正比D.自感電動勢的大小與原電流的變化率無關（B）4.一個閉合線圈放在變化的磁場中，線圈產(chǎn)生的感應電動勢為E。若僅將線圈匝數(shù)增加為原來的2倍，則線圈產(chǎn)生的感應電動勢變?yōu)椋ǎ〢.2EB.E/2C.4ED.E/4（A）5.如圖所示，一均勻磁場B垂直于紙面向里，MN為磁場中的一條直線?，F(xiàn)有一金屬棒ab在MN上向右勻速運動，則（）A.ab中無感應電流B.ab中有感應電流，方向由a指向bC.ab中有感應電流，方向由b指向aD.無法確定ab中是否有感應電流（C）6.一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，產(chǎn)生的交變電動勢的瞬時值表達式為e=220sin100πt（V），則（）A.該交變電動勢的頻率為100HzB.該交變電動勢的有效值為220VC.t=0.01s時，線圈平面與中性面垂直D.t=0時，穿過線圈的磁通量為零（B）第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每空2分。請將答案填寫在題中橫線上。1.某同學利用單擺測量重力加速度。他測出了單擺的擺長L和周期T，通過計算得到重力加速度g=________。（用L、T表示）（4π2L/T2）2.在“測定金屬的電阻率”實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則金屬絲的直徑d=________mm。（0.685）3.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n?∶n?=22∶1，原線圈輸入電壓u=220sin100πt（V），副線圈輸出電壓的有效值為________V。（10）4.如圖所示，一平行板電容器與電源相連，當增大兩板間距離時，電容器的電容________，極板間的電場強度________。（填“增大”“減小”或“不變”）（減??；不變）（二）實驗題（共15分）答題要求：本大題共1小題，共15分。請根據(jù)題目要求作答。1.某同學用伏安法測量一個阻值約為10Ω的電阻Rx，可供選擇的器材如下：A.電流表A?（量程0～30mA，內(nèi)阻約為10Ω）B.電流表A?（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）C.電壓表V?（量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ）D.電壓表V?（量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ）E.滑動變阻器R?（0～20Ω，額定電流1A）F.滑動變阻器R?（0～200Ω，額定電流0.3A）G.電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）H.開關S，導線若干（1）為了減小測量誤差，電流表應選用________，電壓表應選用________，滑動變阻器應選用________。（填器材前的字母序號）（A；C；E）（2）請在虛線框內(nèi)畫出測量電阻Rx的實驗電路圖。（略）（3）若某次測量中電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，則電阻Rx=________。（U/I）（三）計算題（共15分）答題要求：本大題共1小題，共15分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。1.如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在水平面上，導軌間距L=0.5m，導軌電阻不計。導軌左端接有阻值R=2Ω的電阻。一質量m=0.1kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab垂直放置在導軌上，且與導軌接觸良好。整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下?，F(xiàn)用一水平恒力F=1N拉金屬棒ab，使其由靜止開始運動。求：（1）金屬棒ab的最大速度；（2）當金屬棒ab的速度v=5m/s時，金屬棒ab的加速度。解：（1）當金屬棒ab勻速運動時速度最大，此時有F=F安F安=BIL，I=E/（R+r），E=BLv解得v=F（R+r）/B2L2=1×（2+1）/（22×0.52）=3m/s（2）當v=5m/s時，E=BLv=2×0.5×5=5VI=E/（R+r）=5/（2+1）=5/3AF安=BIL=2×5/3×0.5=5/3N根據(jù)牛頓第二定律F-F安=maa=（F-F安）/m=（1-5/3）/0.1=-20/3m/s2（方向與運動方向相反）（四）材料分析題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每題5分。閱讀材料，回答問題。材料：在電磁學實驗中，常常需要研究電磁感應現(xiàn)象、測定電阻等。例如，通過實驗探究感應電流的產(chǎn)生條件、感應電流的方向與哪些因素有關等。在測定電阻的實驗中，不同的測量方法會有不同的誤差。1.請簡述電磁感應現(xiàn)象中感應電流產(chǎn)生的條件。2.在伏安法測電阻時，除了電流表外接法和電流表內(nèi)接法，還有哪些特殊情況需要考慮？3.對于電磁學實驗中的數(shù)據(jù)處理，有哪些常用的方法？答案：1.穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。2.當待測電阻阻值較小，與電流表內(nèi)阻接近時，可采用替代法；當電源電動勢較小，無法滿足電流表外接法或內(nèi)接法的要求時，可采用補償法等。3.常用的方法有平均值法、圖像法等。平均值法是多次測量求平均值以減小偶然誤差；圖像法可直觀地反映物理量之間的關系，便于分析和處理數(shù)據(jù)。（五）綜合應用題（共15分）答題要求：本大題共1小題，共15分。結合所學電磁學知識，解決實際問題。材料：如圖所示，是一種電磁流量計的示意圖。在非磁性材料制成的圓管道外加一勻強磁場區(qū)域，當管中的導電流體流過此磁場區(qū)域時，測出管壁上MN兩點間的電動勢E，就可以知道管中流體的流量Q（單位時間內(nèi)流過管道橫截面的流體體積）。已知管的直徑為d，磁感應強度為B。1.請推導流體流量Q與電動勢E的關系式。2.若某次測量中，管的直徑d=0.2m，磁感應強度B=0.5T，如果測得MN兩點間的電動勢E=0.1V，求管中流體