2025年大學物理（電磁學原理）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：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.關于靜電場的高斯定理，下列說法正確的是（）A.高斯面上電場強度處處為零，則該高斯面內(nèi)必定沒有凈電荷B.高斯面內(nèi)凈電荷為零，則該高斯面上電場強度處處為零C.通過高斯面的電通量僅與面內(nèi)凈電荷有關D.高斯定理僅適用于具有高度對稱性的電場2.一個帶正電的質(zhì)點，在電場中只受電場力作用，它從A點運動到B點的過程中，其電勢能Ep隨位移x變化的關系圖像如圖所示。設A點的電場強度為EA，B點的電場強度為EB，則下列判斷正確的是（）A.EA＜EB，質(zhì)點從A點到B點的過程中電場力做正功B.EA＞EB，質(zhì)點從A點到B點的過程中電場力做正功C.EA＜EB，質(zhì)點從A點到B點的過程中電場力做負功D.EA＞EB，質(zhì)點從A點到B點的過程中電場力做負功3.真空中有兩個靜止的點電荷，若保持它們之間的距離不變，而把它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩電荷間的庫侖力將變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.2倍B.4倍C.6倍D.8倍4.一平行板電容器充電后與電源斷開，若將兩極板間距離減小，則該電容器的（）A.電容增大，極板間電壓增大B.電容增大，極板間電壓減小C.電容減小，極板間電壓增大D.電容減小，極板間電壓減小5.如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強磁場中，有a、b兩個電子從同一處沿垂直磁場方向開始運動，a的初速度為v，b的初速度為2v，則（）A.a先回到出發(fā)點B.b先回到出發(fā)點C.a、b同時回到出發(fā)點D.無法確定誰先回到出發(fā)點6.關于安培力和洛倫茲力，下列說法正確的是（）A.安培力和洛倫茲力是性質(zhì)不同的兩種力B.安培力可以對通電導線做功，洛倫茲力對運動電荷一定不做功C.洛倫茲力是安培力的宏觀表現(xiàn)D.安培力和洛倫茲力的方向均可用左手定則判斷7.一長直導線通以電流I，在其右側放一矩形線圈abcd，線圈平面與導線垂直，線圈的ab邊與導線平行，如圖所示。當線圈遠離導線向右平移時，線圈中感應電流的方向為（）A.沿abcda方向B.沿adcba方向C.先沿abcda方向，后沿adcba方向D.先沿adcba方向，后沿abcda方向8.一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/49.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10∶1，原線圈接u=220√2sin100πt（V）的交變電壓，副線圈兩端用導線接規(guī)格為“6V，12W”的小燈炮，已知導線總電阻r=0.5Ω，試求：燈泡實際消耗的功率約為（）A.12WB.10WC.8WD.6W10.如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場中，有一正三角形abc金屬框，線框平面與磁場垂直，金屬框繞c點在紙面內(nèi)沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。t=0時刻，ab邊恰好在水平位置，則在0到T/2時間內(nèi)，a、b兩點電勢高低關系及通過ab邊的電流方向分別是（）A.φa＞φb，電流方向由a到bB.φa＞φb，電流方向由b到aC.φa＜φb，電流方向由a到bD.φa＜φb，電流方向由b到a第II卷（非選擇題共70分）答題要求：本大題共5小題，共70分。請將答案寫在相應的答題區(qū)域內(nèi)。11.（10分）如圖所示，A、B為兩個帶等量異種電荷的金屬球，將兩根不帶電的金屬棒C、D放在兩球之間，達到靜電平衡后，試分析金屬棒C、D上的電荷分布情況，并說明金屬棒C、D內(nèi)部電場強度的特點。12.（15分）如圖所示，在勻強電場中，有A、B、C三點，已知AB=5cm，BC=12cm，且AB與電場線平行，BC與電場線垂直。把一電荷量q=-2×10^-6C的點電荷從A點移到B點，電場力做功W1=4×10^-5J；把該點電荷從B點移到C點，電場力做功W2=0。求：（1）勻強電場的電場強度E的大小；（2）A、C兩點間的電勢差UAC。13.（15分）如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌MN、PQ間距為L=0.5m，導軌平面與水平面夾角θ=37°，導軌電阻不計。磁感應強度B=0.8T的勻強磁場垂直于導軌平面向上。兩根金屬棒ab、cd質(zhì)量均為m=0.1kg，電阻均為R=0.2Ω，ab棒光滑，cd棒與導軌間動摩擦因數(shù)μ=0.2。開始時ab棒靜止，cd棒以初速度v0=2m/s沿導軌向上滑行，兩棒運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好。求：（1）cd棒沿導軌向上滑行時的加速度大??；（2）ab棒開始運動時的加速度大?。唬?）當cd棒速度減為v=1m/s時，ab棒消耗的電功率。14.（15分）材料：如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有兩個帶電量分別為+q、-q的小球A、B，它們之間的距離為L?，F(xiàn)將另一個帶電量為+Q的小球C放在AB連線的中點O處，此時A、B兩球間的庫侖力大小為F1。然后將小球C移到AB連線上距A球為L/3處，此時A、B兩球間的庫侖力大小為F2。求：F1與F2的比值。15.（15分）材料：如圖所示，一矩形金屬框abcd放置在勻強磁場中，磁場方向垂直于框面，磁感應強度B隨時間t的變化關系為B=kt（k為常數(shù)）。已知金屬框的邊長ab=L1=0.2m，bc=L2=0.1m，電阻R=0.1Ω。求：（1）金屬框中產(chǎn)生的感應電動勢E的大??；（2）通過金屬框的感應電流I的大?。唬?）在t=2s時，金屬框所受安培力F的大小和方向。答案：1.C2.A3.B4.B5.C6.BD7.B8.A9.B10.D11.金屬棒C、D達到靜電平衡后，C棒靠近A球一端感應出負電荷，遠離A球一端感應出正電荷；D棒靠近B球一端感應出正電荷，遠離B球一端感應出負電荷。金屬棒C、D內(nèi)部電場強度處處為零。12.（1）由W1=qUAB得UAB=W1/q=(4×10^-5)/(-2×10^-6)=-20V，又UAB=EdAB，dAB=AB=5cm=0.05m，所以E=UAB/dAB=(-20)/0.05=-400V/m，電場強度大小為400V/m。（2）UBC=0，UAC=UAB+UBC=-20V。13.（1）cd棒沿導軌向上滑行時，受到安培力F安=BIL，I=E/(2R)，E=BLv0，根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ+μmgcosθ+F安=ma，解得a=8m/s2。（2）ab棒開始運動時，F(xiàn)安=BIL，I=E/(2R)，E=BLv0，根據(jù)牛頓第二定律有F安=ma，解得a=4m/s2。（3）當cd棒速度減為v=1m/s時，E=BLv，I=E/(2R)，P=I2R，解得P=0.2W。14.A、B兩球間的庫侖力F=kq2/L2，當C在AB連線中點O處時，F(xiàn)1=kq2/L2；當C移到距A球為L/3處時，此時A、B間距離變?yōu)?L/3，F(xiàn)2=kq2/(2L/3)2=9kq2/4L2，所以F1∶F2=