2025年大学物理（电磁学原理）试题及答案

2025年大学物理（电磁学原理）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.电势降低的方向就是电场强度的方向C.电场强度的方向就是电势降低最快的方向D.电势为零的地方，电场强度也一定为零2.一个带正电的点电荷，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3.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.4F4.如图所示，一带电粒子以某一速度垂直进入匀强电场，若不计重力，则粒子（）A.做匀速直线运动B.做匀加速直线运动C.做匀减速直线运动D.做匀变速曲线运动5.关于电场线，下列说法正确的是（）A.电场线是真实存在的曲线B.电场线越密的地方，电场强度越小C.沿电场线方向，电势逐渐降低D.电场线与等势面处处垂直6.一个平行板电容器，充电后与电源断开，当增大两极板间的距离时，电容器的电容C、两极板间的电压U、电容器所带电荷量Q的变化情况是（）A.C减小，U增大，Q不变B.C增大，U减小，Q不变C.C减小，U减小，Q不变D.C增大，U增大，Q不变7.如图所示，在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示。由图可以判定（）A.该核发生的是α衰变B.该核发生的是β衰变C.磁场方向一定垂直纸面向里D.磁场方向一定垂直纸面向外8.关于电流，下列说法正确的是（）A.通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B.电流的方向就是自由电子定向移动的方向C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大D.电流既有大小又有方向，所以电流是矢量9.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1。当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（）A.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F210.关于磁感应强度B，下列说法正确的是（）A.由B=F/IL可知，B与F成正比，与IL成反比B.通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零C.通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场（即B=0）D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与是否放入通电导线无关第II卷（非选择题共70分）答题要求：请将答案写在答题区域内，注意书写规范，条理清晰。1.（10分）一个电子以速度v=2.0×10^6m/s垂直进入磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，求电子所受的洛伦兹力大小和方向。（电子电荷量e=1.6×10^-19C）2.（本题15分）如图所示，一平行板电容器，极板长L=0.2m，板间距离d=0.1m，两板间电压U=100V，一带电荷量q=1.0×10^-10C、质量m=1.0×10^-20kg的粒子，以速度v0=1.0×10^6m/s沿平行于极板方向射入电容器，不计粒子重力。求：（1）粒子在电场中运动的时间t；（2）粒子离开电场时沿垂直极板方向的偏移量y；（3）粒子离开电场时的速度大小v。3.（15分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ间距L=0.5m，导轨平面与水平面夹角θ=37°，导轨电阻不计，磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直于导轨平面向上。两根金属棒ab、cd与导轨垂直放置且接触良好，ab棒电阻R1=0.1Ω，cd棒电阻R2=0.2Ω，质量均为m=0.01kg。现让ab棒固定，cd棒由静止释放，当cd棒下滑速度达到稳定时，其速度v=2m/s，求此时：（1）cd棒中的电流大小I；（2）cd棒受到的安培力大小F安；（3）cd棒下滑的加速度大小a。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）4.（15分）材料：如图所示，在光滑绝缘水平面上，有两个质量均为m、电荷量分别为+q和-q的小球A和B，它们之间用一绝缘轻弹簧相连。现加上一水平向右的匀强电场E，两球开始运动，当弹簧第一次被拉伸到最长时，两球的速度大小相等。问题：求此时弹簧的弹性势能Ep。5.（15分）材料：如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速度v0从A点沿半径方向射入磁场，粒子离开磁场时的速度方向与入射方向的夹角为60°。问题：求粒子在磁场中运动的时间t。答案：1.C2.B3.C4.D5.CD6.A7.B8.C9.A10.D1.解：根据洛伦兹力公式F=qvB，可得电子所受洛伦兹力大小F=evB=1.6×10^-19×2.0×10^6×0.5=1.6×10^-13N。根据左手定则，电子所受洛伦兹力方向垂直于速度方向向左。2.解：（1）粒子在电场中做类平抛运动，沿极板方向做匀速直线运动，L=v0t，解得t=L/v0=0.2/1.0×10^6=2×10^-7s。（2）粒子在垂直极板方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a=qU/md，偏移量y=1/2at²=1/2×(qU/md)×t²=1/2×(1.0×10^-10×100/1.0×10^-20×0.1)×(2×10^-7)²=2×10^-4m。（3）粒子离开电场时垂直极板方向的速度vy=at=(qU/md)×t=(1.0×10^-10×100/1.0×10^-20×0.1)×2×10^-7=2×10^5m/s，合速度v=√(v0²+vy²)=√((1.0×10^6)²+(2×10^5)²)=1.02×10^6m/s。3.解：（1）cd棒下滑速度稳定时，受力平衡，根据E=BLv，I=E/(R1+R2)，可得I=BLv/(R+R2)=(1×0.5×2)/(0.1+0.2)=10/3A。（2）根据F安=BIL，可得F安=1×(10/3)×(0.5)=5/3N。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）（3）对cd棒，根据牛顿第二定律，mgsinθ-F安=ma，解得a=gsinθ-F安/m=10×0.6-(5/3)/0.01=2m/s²。4.解：当弹簧第一次被拉伸到最长时，两球速度相等，设此时速度为v。根据动量定理，qEt=2mv。根据能量守恒定律，qEL-Ep=1/2×2mv²。将q