2025年大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)）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小題，每小題5分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，下列說(shuō)法正確的是（）A.只要閉合電路內(nèi)有磁通量，電流表指針就會(huì)偏轉(zhuǎn)B.只要電路的磁通量發(fā)生變化，電流表指針就會(huì)偏轉(zhuǎn)C.只有當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針才會(huì)偏轉(zhuǎn)D.當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針不一定會(huì)偏轉(zhuǎn)答案：C2.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=220√2sin100πtV，則（）A.該交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為100HzB.當(dāng)t=0時(shí)，線圈平面與中性面垂直C.當(dāng)t=1/200s時(shí)，e有最大值D.該交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為220V答案：D3.如圖所示，在水平放置的光滑絕緣桿ab上，掛有兩個(gè)相同的金屬環(huán)M和N。當(dāng)兩環(huán)均通以圖示的相同方向的電流時(shí)，分析下列說(shuō)法中，正確的是（）A.兩環(huán)靜止不動(dòng)B.兩環(huán)互相靠近C.兩環(huán)互相遠(yuǎn)離D.兩環(huán)同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)答案：B4.如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角θ=45°時(shí)（如圖）為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?。則下列四幅圖中正確的是（）A.B.C.D.答案：D5.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“220V60W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光。則（）A.電流表的示數(shù)為3/11AB.電源輸出功率為1200WC.電流表的示數(shù)為3/110AD.原線圈端電壓為11V答案：C6.如圖所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的二分之一，磁場(chǎng)垂直穿過(guò)粗金屬環(huán)所在區(qū)域。當(dāng)磁感強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為（）A.E/2B.E/3C.2E/3D.E答案：B第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共20分）答題要求：把答案填在題中橫線上。1.（4分）如圖所示，是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈直流電阻的電路，兩端并聯(lián)一只電壓表（電壓表的內(nèi)阻RV很大），用來(lái)測(cè)電感線圈的直流電壓，在測(cè)量完畢后將電路解體時(shí)應(yīng)先斷開______。答案：S22.（4分）如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1100匝，副線圈匝數(shù)n2=220匝，交流電源的電壓u=220√2sin（100πt）V，電阻R=44Ω，電壓表、電流表均為理想電表，則電流表A1的示數(shù)為______A，電壓表V的示數(shù)為______V。答案：0.2；443.（4分）如圖所示，將一個(gè)矩形小線圈放在一個(gè)大勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面平行于磁感線，則線圈中有______（填“有”或“無(wú)”）感應(yīng)電流。答案：無(wú)4.（4分）如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌左邊接有電阻R，軌道所在處有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬棒ab橫跨導(dǎo)軌，第一次用恒定的拉力F作用下由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，第二次保持拉力的功率P恒定，由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，兩次金屬棒的速度均為v，則兩次拉力做的功W1______W2（填“大于”、“小于”或“等于”），兩次通過(guò)電阻R的電量q1______q2（填“大于”、“小于”或“等于”）。答案：小于；小于5.（4分）如圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，A、B為該磁場(chǎng)的豎直邊界。若不計(jì)空氣阻力，則（1）圓環(huán)向右穿過(guò)磁場(chǎng)后，還能擺至______（填“原高度”、“高于原高度”或“低于原高度”）；（2）圓環(huán)最終會(huì)______（填“靜止”、“在A、B間來(lái)回?cái)[動(dòng)”或“在平衡位置右側(cè)擺動(dòng)”）。答案：低于原高度；在平衡位置右側(cè)擺動(dòng)（二）實(shí)驗(yàn)題（共15分）答題要求：按題目要求作答。1.（7分）某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測(cè)定一電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。已知該電池組的電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻約為10Ω，可供選用的實(shí)驗(yàn)器材有：A.電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ）B.電壓表V（量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ）C.電流表A（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）D.電流表A（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.05Ω）E.滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，2A）F.滑動(dòng)變阻器R2（0～100Ω，0.1A）G.定值電阻R0=5ΩH.開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）為了使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，電壓表應(yīng)選用______，電流表應(yīng)選用______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______。（填器材前的字母序號(hào)）（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的U-I圖象如圖乙所示，則由圖象可得該電池組的電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)阻r=______Ω。答案：（1）B；C；E（2）6.0；102.（8分）某同學(xué)用如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量一量程為3V的電壓表的內(nèi)阻RV，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A.待測(cè)電壓表VB.電流表A（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）C.定值電阻R0=100ΩD.滑動(dòng)變阻器R（0～10Ω）E.電源E（電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻不計(jì)）F.開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲的實(shí)驗(yàn)原理圖，在圖乙中完成實(shí)物電路的連接。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片，讀出電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I，則電壓表內(nèi)阻RV=______。（3）若電壓表內(nèi)阻RV的真實(shí)值為3000Ω，用上述方法測(cè)量該電壓表內(nèi)阻的相對(duì)誤差為______%。答案：（1）實(shí)物連接圖略（2）U/I-R0（3）10（三）計(jì)算題（共15分）答題要求：解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)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(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。1.（7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=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m=0.02kg，電阻均為R=0.1Ω，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，求：（1）通過(guò)棒cd的電流I；（2）棒ab受到的力F的大小。答案：（1）對(duì)cd棒受力分析，由平衡條件得：mgsin30°=IlB，解得I=1A。（2）對(duì)ab棒受力分析，由平衡條件得：F=mgsin30°+IlB，解得F=0.2N。2.（8分）如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表，且原線圈匝數(shù)n1=1100匝，副線圈匝數(shù)n2=220匝。當(dāng)原線圈接入如圖乙所示的交流電時(shí)，電阻R=55Ω，求：（1）電流表A1的示數(shù)；（2）電流表A2的示數(shù)；（3）變壓器的輸入功率P。答案：（1）由乙圖可知原線圈電壓的有效值U1=220V，根據(jù)U1/U2=n1/n2，可得副線圈電壓U2=44V，所以電流表A1示數(shù)I1=U1/n1=0.2A。（2）副線圈電流I2=U2/R=0.8A，根據(jù)I1/I2=n2/n1，可得電流表A2示數(shù)I2=0.16A。（3）變壓器輸入功率P=P出=U2I2=35.2W。（四）材料分析題（共15分）答題要求：閱讀材料，回答問(wèn)題。材料：在電磁學(xué)發(fā)展過(guò)程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)。1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系；1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)一步揭示了電與磁的內(nèi)在聯(lián)系。電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用，如發(fā)電機(jī)、變壓器等都是利用電磁感應(yīng)原理制成的。1.（5分）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說(shuō)明了什么？答案：說(shuō)明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，即電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)。2.（5分）法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象有什么重要意義？答案：進(jìn)一步揭示了電與磁的內(nèi)在聯(lián)系，為發(fā)電機(jī)、變壓器等電器設(shè)備的發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)，推動(dòng)了電磁學(xué)的發(fā)展，使人類進(jìn)入了電氣化時(shí)代。3.（5分）請(qǐng)舉例說(shuō)明電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活中的一個(gè)應(yīng)用，并簡(jiǎn)述其工作原理。答案：如發(fā)電機(jī)。原理是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。（五）論述題（共15分）答題要求：論述應(yīng)觀點(diǎn)明確，條理清晰，有理有據(jù)。1.（15分）論述電磁學(xué)理論對(duì)現(xiàn)代科技發(fā)展的重要影響。答案：電磁學(xué)理論是現(xiàn)代科技發(fā)展的重要基石。它為電力系統(tǒng)的