2025年大學(xué)物理學(xué)（電磁學(xué)基礎(chǔ)）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40分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。（總共8題，每題5分）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.沿電場(chǎng)線方向，電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，電勢(shì)逐漸降低答案：C2.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力為F。如果保持它們之間的距離不變，將其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量增大為原來(lái)的2倍，則它們之間的靜電力變?yōu)椋ǎ〢.F/2B.FC.2FD.4F答案：C3.一個(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?V答案：B4.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勢(shì)差，Ep表示試探電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板向下移到圖示位置，則（）A.U變小，E不變B.E變大，Ep變大C.U變小，Ep不變D.U不變，Ep不變答案：A5.一勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)帶電粒子于t=0時(shí)刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.帶電粒子只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B.0～2s內(nèi)，電場(chǎng)力的功等于0C.4s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)D.2.5～4s內(nèi)，電場(chǎng)力的沖量等于0答案：B6.關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說(shuō)法正確的是（）A.磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的方向B.磁感線是磁場(chǎng)中客觀存在的線C.磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D.實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線答案：A7.如圖所示，兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場(chǎng)力大小為F1。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2，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)椋ǎ〢.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F2答案：A8.如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過(guò)y軸正半軸后在磁場(chǎng)中到x軸的最大距離為a，則該粒子的電荷量和質(zhì)量之比q/m是（）A.v/2aBB.v/3aBC.3v/2aBD.2v/3aB答案：B第II卷（非選擇題共60分）9.（10分）如圖所示，A、B為兩塊平行金屬板，A板帶正電、B板帶負(fù)電。兩板間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩板間電勢(shì)差為U。有一帶電荷量為q的粒子，從A板邊緣的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，粒子恰好從B板邊緣的Q點(diǎn)射出電場(chǎng)。已知兩板間距離為d，粒子的重力忽略不計(jì)。求：（1）粒子從P點(diǎn)到Q點(diǎn)的時(shí)間t；（2）粒子從P點(diǎn)到Q點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功W。10.（12分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為L(zhǎng)=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角θ=37°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上。兩根金屬棒ab和cd垂直于導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，每根金屬棒的電阻均為R=0.5Ω，質(zhì)量均為m=0.1kg，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。現(xiàn)用平行于導(dǎo)軌向上的力F拉金屬棒ab，使它沿導(dǎo)軌向上做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬棒cd也恰好靜止。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：（1）通過(guò)金屬棒cd的電流I；（2）金屬棒ab的速度v。11.（12分）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd，質(zhì)量為m，電阻為R，以速度v0進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，線框ab邊與磁場(chǎng)邊界平行。已知線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求：（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I；（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中安培力做的功W安。12.（13分）材料：如圖所示，在真空中有一水平放置的平行板電容器，板間距離為d，兩板間電壓為U。有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子，從電容器下極板的小孔以初速度v0豎直向上射入電容器中。已知粒子恰好能到達(dá)上極板。若在電容器中加上垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子仍從下極板小孔以初速度v0豎直向上射入電容器中，粒子恰好能水平射出電容器。（1）求粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小a；（2）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r。13.（13分）材料：如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)存在垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在x軸上的P點(diǎn)（坐標(biāo)為（2R，0））有一個(gè)粒子源，沿y軸正方向發(fā)射出速率不同的同種帶電粒子，粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m。已知這些粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑都為R。（1）求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）若這些粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，求粒子的發(fā)射速率v。9.答案：（1）粒子在垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)間\(t=\fracsk0ew8a{v_0}\)。（2）粒子在電場(chǎng)中沿電場(chǎng)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度\(a=\frac{qU}{md}\)，沿電場(chǎng)方向的位移\(y=\frac{1}{2}at^2=\frac{qUd^2}{2mv_0^2}\)，電場(chǎng)力做功\(W=qEy=\frac{q^2U^2d}{2mv_0^2}\)。10.答案：（1）對(duì)cd棒，受力平衡有\(zhòng)(F安=mgsinθ+μmgcosθ\)，\(F安=BIL\)，可得\(I=\frac{mgsinθ+μmgcosθ}{BL}=2A\)。（2）對(duì)ab棒，受力平衡有\(zhòng)(F=mgsinθ+μmgcosθ+BIL\)，又\(I=\frac{E}{2R}\)，\(E=BLv\)，解得\(v=4m/s\)。11.答案：（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，\(E=BLv_0\)，\(I=\frac{E}{R}=\frac{BLv_0}{R}\)。（2）安培力\(F安=BIL=\frac{B^2L^2v_0}{R}\)，線框進(jìn)入磁場(chǎng)的位移為L(zhǎng)，安培力做功\(W安=F安L=\frac{B^2L^3v_0}{R}\)。12.答案：（1）粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由\(qU=\frac{1}{2}mv^2-\frac{1}{2}mv_0^2\)，\(v=0\)，可得\(a=\frac{qU}{md}\)。（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由\(qvB=\frac{mv^2}{r}\)，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間\(t=\frac{v_0}{a}\)，水平位移\(x=vt\)，且\(x=d\)，聯(lián)立解得\(r=\frac{mv_0d}{qU}\)。13.答案：（1）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，\(qvB=\frac{mv^2}{R}\)，又\(v=\frac{qBR}{m}\)，粒子運(yùn)動(dòng)軌