2025年大學(xué)本科二年級(jí)（物理學(xué)）電磁學(xué)綜合試題及答案

（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：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案填寫在相應(yīng)位置。1.關(guān)于靜電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢(shì)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.只在電場(chǎng)力作用下，正電荷一定從高電勢(shì)的地方向低電勢(shì)的地方移動(dòng)D.電勢(shì)降低的方向不一定是電場(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.如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地。兩板間有一個(gè)正試探電荷固定在P點(diǎn)，以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，U表示電容器兩板間的電壓，Ep表示正試探電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板緩慢向右平移一小段距離l（l小于極板間距）的過(guò)程中，各物理量與正極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖象中正確的是（）5.如圖所示，在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于紙面內(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將做減速運(yùn)動(dòng)，最終停止B.ef將做加速運(yùn)動(dòng)C.ef將做勻速運(yùn)動(dòng)D.ef將做往返運(yùn)動(dòng)6.如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=1∶10，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，副線圈接有“220V，22W”的燈泡，且燈泡正常發(fā)光。則（）A.輸入電壓u的表達(dá)式u=22sin100πt（V）B.電流表的示數(shù)為0.1AC.電壓表的示數(shù)為220VD.變壓器的輸入功率為220W第II卷（非選擇題共70分）7.（10分）答題要求：請(qǐng)根據(jù)題目要求作答，答案要簡(jiǎn)潔準(zhǔn)確。如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×10?N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有相距d=2.0×r0?2m的a、b兩點(diǎn)，現(xiàn)將一帶電荷量q=-5.0×10??C的檢驗(yàn)電荷由a點(diǎn)移至b點(diǎn)，求：（1）該電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功W；（2）a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab。8.（15分）答題要求：按步驟詳細(xì)解答，要有必要的文字說(shuō)明和公式推導(dǎo)。如圖所示，一平行板電容器的電容為C，兩極板間的距離為d，極板與水平地面成α角，充電后兩極板間有一質(zhì)量為m的帶電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：（1）兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；（2）電容器兩極板間的電壓U；（3）油滴帶電荷量q。9.（15分）答題要求：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，對(duì)題目進(jìn)行全面分析和解答。如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻為R。兩金屬導(dǎo)軌的上端連接阻值為R的電阻，下端通過(guò)開(kāi)關(guān)S連接阻值也為R的電阻。閉合開(kāi)關(guān)S，將金屬棒由靜止釋放。求：（1）金屬棒下滑的最大速度vm；（2）當(dāng)金屬棒下滑速度為v時(shí)，電阻R上的電功率P。10.（材料題15分）材料：如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量分別為+q和-q的小球A和B，兩球之間用一絕緣輕彈簧相連。在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E作用下，系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)。彈簧的伸長(zhǎng)量為x0。答題要求：根據(jù)材料內(nèi)容，回答以下問(wèn)題。（1）求彈簧的勁度系數(shù)k；（2）若某時(shí)刻突然將電場(chǎng)方向變?yōu)樗较蛴?，求此后小球A的加速度大小a。11.（材料題15分）材料：如圖所示，理想變壓器原線圈接在電壓有效值不變的交流電源上，副線圈通過(guò)輸電線接兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R。開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)。當(dāng)S閉合后，求：答題要求：根據(jù)材料內(nèi)容，回答以下問(wèn)題。（1）副線圈兩端電壓U2如何變化？（2）燈泡L1的亮度如何變化？（3）變壓器的輸入功率P1如何變化？答案：1.D2.B3.A4.A5.C6.B7.（1）電場(chǎng)力做的功W=qEd=-5.0×10??×1.0×10?×2.0×10?2=-1.0×10?3J。（2）a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=W/q=-1.0×10?3/(-5.0×10??)=200V。8.（1）油滴靜止，受力平衡，mgcosα=qE，得E=mgcosα/q。（2）U=Ed=mgdcosα/q。（3）由mgcosα=qE，可得q=mgcosα/E。9.（1）金屬棒下滑到最大速度時(shí)，受力平衡，mgsinθ=F安，F(xiàn)安=B2L2vm/3R，解得vm=3mgsinθR/B2L2。（2）當(dāng)速度為v時(shí)，F(xiàn)安=B2L2v/3R，電阻R上的電功率P=(F安)2R/4R=B?L?v2/36R。10.（1）兩球靜止，對(duì)B球，qE=kx0，得k=qE/x0。（2）電場(chǎng)反向后，對(duì)A球，qE+kx0=ma，又k=qE/x0，解得a=2qE/m。11.（1）S閉合后，副線圈總電阻