2025年大学生活中的物理学（电磁学应用实例）试题及答案

2025年大学生活中的物理学（电磁学应用实例）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）请将答案填在下列各题的括号内。（总共6题，每题5分）w1：在日常生活中，我们常见的电磁炉利用了电磁感应原理来加热食物。关于电磁感应现象，下列说法正确的是（）A.只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流D.只要电路的一部分导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流w2：变压器是一种常见的电磁学设备，它能改变交流电压。理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，以下说法正确的是（）A.原、副线圈电压之比为10:1B.原、副线圈电流之比为10:1C.原、副线圈电功率之比为10:1D.原、副线圈磁通量变化率之比为10:1w3：如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，当线圈绕ab边转动时，下列说法正确的是（）A.线圈中会产生感应电流B.线圈中不会产生感应电流C.线圈的感应电动势大小不变D.线圈的感应电动势方向不变w4：关于自感现象，下列说法正确的是（）A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化率成正比D.在自感系数一定的条件下，通过导体的电流变化越快，产生的自感电动势越大w5：如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L自感系数很大，电阻可忽略不计。闭合开关S，电路稳定时，B灯的亮度比A灯亮。现将开关S断开，则（）A.A灯立即熄灭B.A灯逐渐熄灭，且电流方向与原来相反C.B灯立即熄灭D.B灯逐渐熄灭，且电流方向与原来相反w6：在远距离输电中，当输送的电功率相同时，则关于输电导线上损失的功率下列说法正确的是（）A.减小输电导线的电阻可以减小损失的功率，但此种方法很有限B.提高输送电压从而减小输送电流，可大大减小损失的功率C.损失的功率与输送电压的二次方成反比D.损失的功率与输电线上的电压降成反比第II卷（非选择题共70分）w7：（10分）简述电磁感应现象在发电机中的应用原理，并说明发电机是如何将机械能转化为电能的。w8：（15分）如图所示，一个闭合线圈abcd处于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。已知线圈的匝数n=100，电阻R=2Ω，边长ab=0.2m，bc=0.1m。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律为B=0.02+0.01t（T）。求：（1）线圈中感应电动势的大小；（2）线圈中感应电流的大小。w9：（15分）如图所示，理想变压器原线圈接在交变电源上，副线圈通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R。开始时，开关S断开。当S闭合后，以下说法正确的是（）A.副线圈两端的电压减小B.通过灯泡L1的电流减小C.原线圈中的电流增大D.变压器的输入功率减小请分析以上选项，并说明理由。w10：（20分）材料：随着科技的发展，无线充电技术逐渐走进人们的生活。无线充电的原理基于电磁感应。当交变电流通过送电线圈时，会产生交变磁场，受电线圈处在该磁场中，就会产生感应电流从而实现充电。问题：（1）请解释无线充电过程中能量是如何转化的。（2）若送电线圈的匝数增加，对受电线圈中感应电流的大小有何影响？并说明原因。w11：（20分）材料：在电子设备中，常常利用电磁学原理来实现信号的传输和处理。例如，电感和电容组成的LC振荡电路可以产生特定频率的电磁波，用于无线通信等。问题：（1）简述LC振荡电路产生电磁波的过程。（2）若要提高LC振荡电路产生电磁波的频率，可采取哪些措施？答案：w1：Cw2：Aw3：Aw4：ADw5：Dw6：ABCw7：电磁感应现象在发电机中的应用原理是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。发电机工作时，通过转子的转动，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电动势，进而产生感应电流，将机械能转化为电能。w8：（1）根据法拉第电磁感应定律\(E=n\frac{\Delta\varPhi}{\Deltat}\)，\(\varPhi=BS\)，\(\Delta\varPhi=S\DeltaB\)，\(S=ab\timesbc=0.2\times0.1=0.02m^2\)，\(\DeltaB=0.01T\)，\(\Deltat=1s\)，可得\(E=nS\frac{\DeltaB}{\Deltat}=100\times0.02\times\frac{0.01}{1}=0.2V\)。（2）根据欧姆定律\(I=\frac{E}{R}=\frac{0.2}{2}=0.1A\)。w9：A选项，开关S闭合后副线圈负载电阻减小，副线圈电压不变，根据\(I=\frac{U}{R}\)，副线圈电流增大，根据\(U_1=\frac{n_1}{n_2}U_2\)，原线圈电压不变，原线圈电流增大，根据\(P=UI\)，变压器输入功率增大，副线圈电压不变，A错误；B选项，副线圈电流增大，灯泡L1两端电压不变，根据\(I=\frac{U}{R}\)，通过灯泡L1的电流增大，B错误；C选项，原线圈电流增大，C正确；D选项，变压器输入功率增大，D错误。w10：（1）无线充电过程中，送电线圈将电能转化为交变磁场的磁能，受电线圈将磁能转化为电能实现充电。（2）送电线圈匝数增加，根据\(E=n\frac{\Delta\varPhi}{\Deltat}\)，产生的交变磁场更强，受电线圈中磁通量变化率增大，感应电动势增大，根据\(I=\frac{E}{R}\)，受电线圈中感应电流增大。w11：（1）LC振荡电路中，电容器充电时，电场能增加，磁场能减小；放电时，电场能减小，磁场能增加。当电容器放电完毕时，电场能为零，磁场能最大；当电容器充电完毕时，电场能最大，磁