2025 年大学物理学（电磁学基础）试题及答案

2025年大学物理学（电磁学基础）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，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）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.电势为零的地方，电场强度也一定为零C.电场强度相同的地方，电势也一定相同D.沿着电场线方向，电势逐渐降低2.一平行板电容器充电后与电源断开，若将两极板间距离减小，则电容器的（）A.电容增大，极板间电压增大B.电容增大，极板间电压减小C.电容减小，极板间电压增大D.电容减小，极板间电压减小3.真空中有一均匀带电球体和一均匀带电球面，若它们的半径和所带电量都相等，则它们的静电能关系为（）A.球体的静电能等于球面的静电能B.球体的静电能大于球面的静电能C.球体的静电能小于球面的静电能D.无法确定4.一无限长均匀带电直线，电荷线密度为λ，距直线r处的电场强度大小为（）A.E=λ/(2πε₀r)B.E=λ/(πε₀r)C.E=2λ/(πε₀r)D.E=4λ/(πε₀r)5.一闭合回路中感应电动势的大小与穿过该回路的（）A.磁通量的大小成正比B.磁通量的变化量成正比C.磁通量的变化率成正比D.磁感应强度的大小成正比6.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中感应电动势（）A.最大B.最小C.为零D.无法确定7.一理想变压器，原副线圈匝数比为n₁:n₂，原线圈接正弦交流电源，副线圈接电阻R，则变压器的输入功率与输出功率之比为（）A.1:1B.n₁²:n₂²C.n₂²:n₁²D.R:n₁²8.一电子以速度v垂直进入匀强磁场B中，它所受的洛伦兹力大小为（）A.F=BevB.F=Bev²C.F=Be²vD.F=B²ev9.一平行板电容器，极板间充满相对电容率为εᵣ的电介质，若极板间电压为U，极板面积为S，极板间距为d，则电容器的电容为（）A.C=ε₀εᵣS/dB.C=ε₀S/(εᵣd)C.C=εᵣS/(ε₀d)D.C=ε₀εᵣd/S10.一长直导线通有电流I，在其周围空间产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度大小为（）A.B=μ₀I/(2πr)B.B=μ₀I/(πr)C.B=2μ₀I/(πr)D.B=4μ₀I/(πr)二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填入括号内，少选得2分，选错不得分）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.沿电场线方向电势逐渐降低，沿等势面移动电荷电场力不做功C.电场线密的地方等势面也密，电场线疏的地方等势面也疏D.等势面一定是平面，电场线一定是直线2.一平行板电容器，充电后与电源保持连接，若将两极板间距离减小，则（）A.电容器的电容增大B.极板间电场强度增大C.极板间电压增大D.极板上电荷量增大3.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）A.安培力是洛伦兹力的宏观表现B.安培力的方向与电流方向和磁场方向垂直C.洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向垂直D.安培力和洛伦兹力都不做功4.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势的瞬时值表达式为e=Eₘsinωt，下列说法正确的是（）A.电动势的有效值E=Eₘ/√2B.当t=T/4时，电动势瞬时值为零C.当t=T/2时，电动势瞬时值为最大值D.该交变电动势的周期T=2π/ω5.一理想变压器，原副线圈匝数比为n₁:n₂，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I₁:I₂=n₂:n₁B.原副线圈电压之比U₁:U₂=n₁:n₂C.变压器的输入功率等于输出功率D.若副线圈匝数增加，则副线圈电压增大，电流减小三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.电场强度的方向总是与电场力的方向一致。（）2.电势差与电势一样，与零电势点的选取无关。（）3.电容器的电容与极板间的电压成正比，与极板上的电荷量成反比。（）4.闭合电路中，电流总是从高电势流向低电势。（）5.感应电动势的大小只与磁通量的变化量有关，与变化时间无关。（）6.正弦交变电流的有效值是其最大值的√2倍。（）7.变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电压。（）8.洛伦兹力对运动电荷一定不做功。（）9.电场线和磁感线都是真实存在的曲线。（）10.一平行板电容器，极板间距离增大，电容增大。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述静电场的高斯定理，并说明其物理意义。2.简述法拉第电磁感应定律，并说明感应电动势的方向如何确定。3.简述理想变压器的工作原理，并说明其原副线圈电压、电流与匝数的关系。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的解题过程）1.一均匀带电球体，半径为R，电荷量为Q，求球体内外的电场强度分布。2.一矩形线圈，边长分别为a和b，匝数为N，在匀强磁场B中绕垂直于磁场方向的轴以角速度ω匀速转动，求线圈中感应电动势的最大值。答案：一、选择题1.D2.B3.B4.A5.C6.C7.A8.A9.A10.A二、多项选择题1.ABC2.ABD3.ABC4.ABD5.ABCD三、判断题1.×2.×3.×4.×5.×6.√7.√8.√9.×10.×四、简答题1.静电场的高斯定理：通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内所包围的自由电荷的代数和除以真空电容率ε₀。物理意义：反映了静电场是有源场，电场线起始于正电荷，终止于负电荷。2.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。感应电动势方向用楞次定律确定，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。3.理想变压器工作原理：基于电磁感应定律，原线圈交变电流产生交变磁场，通过铁芯耦合到副线圈，在副线圈中产生感应电动势。原副线圈电