2025年大学物理学（电磁学）试题及答案

2025年大学物理学（电磁学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（）A.电场强度为零的地方，电势也一定为零B.电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同C.电势降低的方向不一定是电场强度的方向D.电势高的地方电场强度一定大答案：C2.一个带正电的点电荷，在电场中从A点移动到B点，电场力做正功，则（）A.A点的电势比B点高B.A点的电势比B点低C.A、B两点电势相等D.无法确定A、B两点电势的高低答案：B3.真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F。如果保持它们之间的距离不变，将其中一个点电荷的电荷量增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为（）A.F/2B.FC.2FD.4F答案：C4.如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，现将两极板间距离增大，则（）A.电容器的电容增大B.电容器极板间的电场强度增大C.电容器极板间的电势差增大D.电容器极板上的电荷量增大答案：C5.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）A.安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力B.安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷不做功C.安培力是洛伦兹力的宏观表现D.以上说法都不正确答案：BC6.如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，有一正电荷从O点沿水平方向射入磁场，不计重力，关于电荷在磁场中的运动情况，下列说法正确的是（）A.电荷一定做匀速直线运动B.电荷一定做匀速圆周运动C.电荷可能做匀速直线运动，也可能做匀速圆周运动D.电荷的运动轨迹一定是抛物线答案：C7.一个闭合线圈在匀强磁场中做下列哪种运动时，一定能产生感应电流（）A.平动B.转动C.切割磁感线运动D.磁通量发生变化答案：D8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=2∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接电阻R，下列说法正确的是（）A.原、副线圈电流之比为I1∶I2=2∶1B.原、副线圈电压之比为U1∶U2=2∶1C.原、副线圈功率之比为P_{1}∶P_{2}=2∶1D.原线圈输入功率和副线圈输出功率之比为1∶1答案：BD9.关于电磁波，下列说法正确的是（）A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输答案：ABC10.如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈匝数n=100，边长ab=0.2m，ad=0.1m，角速度ω=100πrad/s，磁场的磁感应强度B=0.5T。当线圈通过中性面时开始计时，则线圈中感应电动势的瞬时值表达式为（）A.e=100sin100πt（V）B.e=100cos100πt（V）C.e=50sin100πt（V）D.e=50cos100πt（V）答案：A第II卷（非选择题共70分）11.（10分）如图所示，在真空中有两个点电荷，电荷量分别为Q1=+2×10^{-6}C，Q2=-4×10^{-6}C，它们相距r=2m。求：（1）两电荷连线中点处的电场强度大小；（2）两电荷连线中点处的电势。（静电力常量k=9×10^{9}N·m^{2}/C^{2}）12.（12分）如图所示，一平行板电容器的电容C=20μF，两板间距离d=1cm，接在电压U=100V的电源上。现将一电荷量q=-×10^{-6}C的点电荷从A板移到B板，求：（1）电容器所带电荷量；（2）点电荷从A板移到B板过程中，电场力做的功；（3）A、B两板间电场强度的大小。13.（12分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，导轨间距L=1m，电阻不计。导轨左端接有阻值R=2Ω的电阻。质量m=0.2kg、电阻r=1Ω的金属棒ab垂直放置在导轨上，与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=1T。现用一水平恒力F=1N向右拉金属棒ab，使其由静止开始运动。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s^{2}。求：（1）金属棒ab的最大速度；（2）当金属棒ab的速度v=m/s时，金属棒ab的加速度大小。14.（13分）材料：如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，导轨间距L=0.2m，左端接有阻值R=0.m的电阻。一质量m=0.1kg的金属杆ab垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，金属杆与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。导轨所在空间存在垂直于桌面向上的匀强磁场，磁感应强度B=T。现用一水平向右的拉力F拉金属杆ab，使其由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小a=2m/s^{2}。已知金属杆在运动过程中，电阻R上产生的热量Q=0.1J，求：（1）金属杆ab运动的时间t；（2）拉力F在时间t内做的功W。15.（13分）材料：如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的正弦交流电源，副线圈接有电阻R、电容器C和灯泡L。已知变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，电阻R=10Ω，灯泡L正常发光，电容器C的电容C=100μF。若副线圈输出电压的有效值U2=20V，求：（1）原线圈输入电压的有效值U1；（2）灯泡L的额定功率P；（3）通过电容器C的电流有效值Ic。答案：11.（1）根据电场强度叠加原理，两电荷在连线中点处产生的电场强度大小相等，方向相同。E1=kQ1/(r/2)^2=9×10^9×2×10^-6/(1)^2=1.8×10^4N/CE2=kQ2/(r/2)^2=9×10^9×4×10^-6/(1)^2=3.6×10^4N/C则中点处电场强度大小E=E1+E2=5.4××10^4N/C（2）取无穷远处电势为零，根据电势叠加原理，两电荷在连线中点处的电势分别为：φ1=kQ1/r/2=9×10^9×2×10^-6/1=1.8××10^4Vφ2=kQ2/r/2=9×10^9×4×10^-6/1=3.6××10^4V则中点处电势φ=φ1+φ2=-1.8××10^4V12.（1）电容器所带电荷量Q=CU=20×10^-6×100=2×1