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______一、选择题（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）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.电场强度的方向总是跟等势面垂直D.电势降低的方向就是电场强度的方向2.一个带正电的质点，电荷量q=2.0×10⁻⁹C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为6.0×10⁻⁵J，质点的动能增加了8.0×10⁻⁵J，则a、b两点间的电势差Uab为（）A.3.0×10⁴VB.1.0×10⁴VC.4.0×10⁴VD.7.0×10⁴V3.如图所示，在真空中有两个等量正电荷Q，分别置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下列说法中正确的是（）A.q的电势能逐渐减小B.q的电势能逐渐增大C.q受到的电场力先增大后减小D.q受到的电场力先减小后增大4.一平行板电容器充电后与电源断开，若将两极板间距离减小，则该电容器的（）A.电容变大，极板间电压变大B.电容变大，极板间电压变小C.电容变小，极板间电压变大D.电容变小，极板间电压变小5.如图所示，A、B为两个等量同种电荷，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，a、c两点与b点等距，则（）A.a点的电场强度比c点的电场强度大B.a点的电势比c点的电势高C.a、b两点间的电势差大于b、c两点间的电势差D.正电荷从a点移到c点，电场力做正功6.关于电流，下列说法中正确的是（）A.通过导线截面的电荷量越多，电流越大B.电子运动的速率越大，电流越大C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D.因为电流有方向，所以电流是矢量7.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在相同时间内通过它们横截面的电荷量之比为（）A.1:4B.1:8C.1:16D.16:18.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b通有大小相同、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-F₂9.如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框中导线的电阻都可不计。开始时，给ef一个向右的初速度v₀，则（）A.ef将向右做匀速运动B.ef将向右做减速运动C.ef将向右做加速运动D.ef将向左做减速运动10.如图所示，矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的ad、bc边与导线平行。下面的操作中，能使线圈中产生感应电流的是（）A.使线圈水平向左平移一小段距离B.使线圈竖直向上平移一小段距离C.使线圈以ab边为轴转动一小角度D.使线圈以直导线为轴转动一小角度二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.关于电场线和等势面，下列说法正确的是（）A.电场线总是与等势面垂直B.电场线从低电势等势面指向高电势等势面C.沿电场线方向电势逐渐降低D.沿等势面移动电荷电场力不做功2.如图所示，一带电粒子以某一速度进入匀强磁场中，在磁场中运动的轨迹为图中的一段圆弧MN。不计粒子所受重力，则该粒子（）A.带正电B.带负电C.运动的速率不变D.运动的周期不变3.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光。则（）A.电流表的示数为\(\frac{3}{110}\)AB.电源输出功率为1200WC.电流表的示数为\(\frac{3}{220}\)AD.原线圈端电压为4400V4.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中（磁场宽度大于金属球的直径），小球（）A.整个过程匀速运动B.进入磁场过程中球对桌面的压力大于重力C.穿出磁场过程中运动方向可能改变D.完全穿出磁场后速度一定比进入磁场前大5.如图所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置。A线圈中通有如图所示的交变电流i，则（）A.在t₁到t₂时间内A、B两线圈相吸B.在t₂到t₃时间内A、B两线圈相斥C.t₁时刻两线圈间作用力为零D.t₂时刻两线圈间吸引力最大三、填空题（总共5题，每题4分）1.真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电荷量不变，将它们之间的距离增大到原来的3倍，则它们之间静电力的大小等于______F。2.如图所示，在匀强电场中，A、B两点间的电势差UAB=200V，距离d=0.1m，两点连线与电场线方向夹角θ=__，则该匀强电场的电场强度大小为______V/m。3.如图所示为一交流电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是______A。4.如图所示，一面积为S的矩形线圈abcd，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。现使线圈以ab边为轴顺时针转过90°，则在此过程中，线圈中磁通量的变化量为______。5.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2:1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入电阻R和理想电压表V，当原线圈中电流为I时，电压表的示数为U，则副线圈中电流为______，电阻R消耗的功率为______。四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述电场强度和电势的概念，并说明它们之间的关系2.分析通电直导线周围磁场的分布特点，并说明如何用安培定则判断磁场方向3.阐述电磁感应现象中产生感应电流的条件，并举例说明五、计算题（总共2题，每题10分）1.如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间的电势差为U，一个电子以初速度v₀垂直于电场方向从负极板边缘射入电场，已知电子电荷量为e，质量为m。求：（1）电子在电场中运动的加速度大小；（2）电子射出电场时沿电场方向的偏移量y；（3）电子射出电场时的速度大小。2.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L，导轨电阻不计。在导轨左端接有阻值为R的电阻，一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直于导轨放置，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现给金属棒ab一个水平向右的初速度v₀，金属棒在导轨上滑行一段距离后停止。求：（1）金属棒滑行过程中通过电阻R的电荷量q；（2）金属棒滑行过程中电阻R上产生的热量Q。答案：一、选择题1.C2.B3.A4.B5.A6.C7.C8.A9.B10.A二、多项选择题1.ACD2.BCD3.AD4.B5.ABC三、填空题1.\(\frac{1}{9}\)2.60°；20003.5\(\sqrt{2}\)4.BS5.2I；UI四、简答题1.电场强度是描述电场力的性质的物理量，其大小等于放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量q的比值，方向与正电荷在该点所受电场力方向相同。电势是描述电场能的性质的物理量，电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差。电场强度和电势的关系：沿电场强度方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向。2.通电直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆，磁场方向与电流方向有关。用安培定则判断磁场方向时，右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。3.电磁感应现象中产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。例如，闭合线圈在磁场中运动，当线圈的面积、磁场的磁感应强度、线圈与磁场的夹角等因素发生变化时，磁通量就可能发生变化，从而产生感应电流。又如，当磁场随时间变化时，穿过闭合线圈的磁通量也会变化，也会产生感应电流。五、计算题1.（1）电子在电场中受到电场力F=eU/d，根据牛顿第二定律F=ma，可得加速度\(a=\frac{eU}{md}\)。（2）电子在电场中做类平抛运动，沿电场方向的偏移量\(y=\frac{1}{2}at^{2}\)，其中\(t=\frac{L}{v_{0}}\)，代入可得\(y=\frac{eUL^{2}}{2mv_{0}^{2}d}\)。（3）电子射出电场时沿电场方向的速度\(v_{y}=at=\frac{eUL}{mv_{0}d}\)，则射出电场时速度大小\(v=\sqrt{v_{0}^{2}+v_{y}^{2}}=\sqrt{v_{0}^{2}+(\frac{eUL}{mv_{0}d})^{2}}\)。2.（1）金属棒滑行过程中，根据法拉第电磁感应定律\(E=BLv\)，平均感应电动势\(\overline{E}=BL\overline{v}\)，平均电流\(\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R+r}\)，通过电阻R的电荷量\(q=\overline{I}t=\frac{BLv_{0}t}{R+r}=\frac{BLx}{R+r}\)，其中\(x\)为金属棒滑行