2025 年大学应用物理学（电磁学）试题及答案

2025年大学应用物理学（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，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）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.沿电场线方向，电场强度逐渐减小，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3.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的静电力大小为F。若保持它们的电荷量不变，而将它们之间的距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力大小变为（）A.F/4B.F/2C.2FD.4F4.一个电子在电场中只受电场力作用，从A点运动到B点，电场力做了正功，则（）A.电子的动能增加B.电子的动能减少C.电子的电势能增加D.电子的电势能减少5.如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，则（）A.t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直B.t=0.015s时，穿过线圈的磁通量最大C.该交变电流的周期为0.02s，频率为50HzD.将此交变电流接在10Ω的电阻两端，则电阻消耗的电功率为5W6.如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和-Q，x轴上的P点位于-Q的右侧。下列判断正确的是（）A.在x轴上还有一点与P点电场强度相同B.在x轴上还有两点与P点电场强度相同C.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能增大D.若将一试探电荷+q从P点移至O点，电势能减小7.如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与纸面垂直。一个闭合线圈从某一高度自由下落，进入磁场区域，在下落过程中，线圈平面始终与磁场方向垂直。则线圈进入磁场区域的过程中（）A.线圈中一定有感应电流B.线圈的机械能一定守恒C.线圈的加速度一定大于重力加速度gD.线圈的速度可能不变8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比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I1∶I2=2∶1B.原、副线圈电压之比U1∶U2=2∶1C.原线圈输入功率和副线圈输出功率之比P1∶P2=2∶1D.原线圈输入功率和副线圈输出功率之比P1∶P2=1∶19.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，则（）A.导线a受到的安培力方向向右B.导线b受到的安培力方向向右C.导线a、b之间的相互作用力是斥力D.导线a、b之间的相互作用力是引力10.如图所示，一带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动。若粒子的电荷量变为原来的2倍，速度大小变为原来的一半，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的（）A.半径不变，周期不变B.半径不变，周期变为原来的2倍C.半径变为原来的2倍，周期不变D.半径变为原来的2倍，周期变为原来的2倍二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有多个正确答案，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分，请将正确答案填在括号内）1.关于电场线和磁感线，下列说法正确的是（）A.电场线和磁感线都是假想的曲线B.电场线和磁感线都不相交C.电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱D.沿着电场线和磁感线的方向，场强和磁感应强度都逐渐减小2.如图所示，在水平放置的平行板电容器之间，有一带电油滴P处于静止状态。若从某时刻起油滴所带电荷量开始缓慢减小，则在电荷量减小的过程中（）A.油滴将向下运动B.油滴将向上运动C.电容器的电容减小D.电容器的电容增大3.如图所示，一理想变压器原线圈接交流电源，副线圈接电阻R和电容器C，下列说法正确的是（）A.副线圈两端的电压有效值等于电阻R两端电压有效值与电容器两端电压有效值之和B.副线圈两端的电压有效值等于电阻R两端电压有效值与电容器两端电压有效值之差C.副线圈中电流的有效值等于通过电阻R电流的有效值与通过电容器电流的有效值之和D.副线圈中电流有效等于通过电阻R电流的有效值与通过电容器电流的有效值之差4.如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示。则（）A.t=0.005s时，线框平面与中性面重合B.t=0.01s时，线框的磁通量变化率最大C.该交变电动势的有效值为311VD.该交变电动势的频率为100Hz5.如图所示，一带电粒子在电场中仅在电场力作用下从A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势线。则下列说法正确的是（）A.无论图中实线是电场线还是等势线，粒子在A点的加速度一定大于在B点的加速度B.无论图中实线是电场线还是等势线，粒子在A点的动能一定大于在B点的动能C.若图中实线是电场线，则粒子带正电，且电场力对粒子做正功D.若图中实线是等势线，则粒子带负电，且电场力对粒子做负功三、填空题（总共4题，每题5分，请将答案填在横线上）1.一个电容器的电容是1.5×10^-2F，把它的两极接在90V的电源上，电容器极板所带的电荷量Q=______C。2.如图所示，一闭合圆形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的交变电流的图象如图所示。由图可知，该交变电流的频率f=______Hz。3.真空中两个点电荷，它们之间的静电力为F。如果将两个点电荷的电荷量都增大为原来的2倍，距离减小为原来的1/2，则它们之间的静电力变为______F。4.如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们之间的距离为d，电场强度为E，A、B两点连线与电场线方向的夹角为θ，则A、B两点间的电势差UAB=______。四、简答题（总共2题，每题10分，请简要回答问题）1.简述电场强度和电势的概念，并说明它们之间的关系。2.简述安培力的概念，并说明安培力的大小和方向如何确定。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的解题过程）1.如图所示，一平行板电容器与电源相连，电源电动势E=10V，电容器的电容C=2μF。现将一电荷量q=2×10^-6C的点电荷从电容器的A极板移到B极板，求：（1）电容器两极板间的电压U；（2）该过程中电场力对电荷q所做的功W。2.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=0.5m，导轨电阻不计。导轨左端接有电阻R=1Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B=2T。一金属棒ab垂直导轨放置，金属棒的电阻r=1Ω，与导轨接触良好。现使金属棒ab以速度v=4m/s向右匀速运动，求：（1）金属棒ab中产生的感应电动势E；（2）通过电阻R的电流I；（3）金属棒ab所受的安培力F。答案：一、选择题1.C2.B3.A4.AD5.C6.A7.A8.BD9.BC10.B二、多项选择题1.ABC2.BC3.AC4.AB5.AD三、填空题1.1.35×10^-32.503.164.Edcosθ四、简答题1.电场强度是描述电场力的性质的物理量，其大小等于单位电荷在电场中所受的电场力，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单位正电荷由该点移动到零电势点时电场力所做的功。电场强度与电势无直接关系，但沿电场线方向电势逐渐降低，电场强度方向是电势降低最快的方向。2.安培力是磁场对通电导线的作用力。安培力大小F=BILsinθ（θ为电流方向与磁场方向夹角）。安培力方向用左手定则判断：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。五、计算题1.（1）因为电容器与电源相连，所以电容器两极板间电压U=E=10V。（2）电场力对电荷q所做的功W