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：本大题共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。请将正确答案的序号填在括号内。1.关于静电场的高斯定理，下列说法正确的是（）A.高斯面上电场强度处处为零，则该高斯面内必定没有净电荷B.高斯面内净电荷为零，则该高斯面上电场强度处处为零C.通过高斯面的电通量仅与面内净电荷有关D.高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场2.一个带正电的质点，在电场中只受电场力作用，它从A点运动到B点的过程中，其电势能Ep随位移x变化的关系图像如图所示。设A点的电场强度为EA，B点的电场强度为EB，则下列判断正确的是（）A.EA＜EB，质点从A点到B点的过程中电场力做正功B.EA＞EB，质点从A点到B点的过程中电场力做正功C.EA＜EB，质点从A点到B点的过程中电场力做负功D.EA＞EB，质点从A点到B点的过程中电场力做负功3.真空中有两个静止的点电荷，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的2倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的（）A.2倍B.4倍C.6倍D.8倍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5.如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，有a、b两个电子从同一处沿垂直磁场方向开始运动，a的初速度为v，b的初速度为2v，则（）A.a先回到出发点B.b先回到出发点C.a、b同时回到出发点D.无法确定谁先回到出发点6.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）A.安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力B.安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷一定不做功C.洛伦兹力是安培力的宏观表现D.安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断7.一长直导线通以电流I，在其右侧放一矩形线圈abcd，线圈平面与导线垂直，线圈的ab边与导线平行，如图所示。当线圈远离导线向右平移时，线圈中感应电流的方向为（）A.沿abcda方向B.沿adcba方向C.先沿abcda方向，后沿adcba方向D.先沿adcba方向，后沿abcda方向8.一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为E。若仅将线圈匝数增加为原来的2倍，则线圈产生的感应电动势变为（）A.2EB.E/2C.4ED.E/49.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1，原线圈接u=220√2sin100πt（V）的交变电压，副线圈两端用导线接规格为“6V，12W”的小灯炮，已知导线总电阻r=0.5Ω，试求：灯泡实际消耗的功率约为（）A.12WB.10WC.8WD.6W10.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一正三角形abc金属框，线框平面与磁场垂直，金属框绕c点在纸面内沿顺时针方向匀速转动。t=0时刻，ab边恰好在水平位置，则在0到T/2时间内，a、b两点电势高低关系及通过ab边的电流方向分别是（）A.φa＞φb，电流方向由a到bB.φa＞φb，电流方向由b到aC.φa＜φb，电流方向由a到bD.φa＜φb，电流方向由b到a第II卷（非选择题共70分）答题要求：本大题共5小题，共70分。请将答案写在相应的答题区域内。11.（10分）如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，达到静电平衡后，试分析金属棒C、D上的电荷分布情况，并说明金属棒C、D内部电场强度的特点。12.（15分）如图所示，在匀强电场中，有A、B、C三点，已知AB=5cm，BC=12cm，且AB与电场线平行，BC与电场线垂直。把一电荷量q=-2×10^-6C的点电荷从A点移到B点，电场力做功W1=4×10^-5J；把该点电荷从B点移到C点，电场力做功W2=0。求：（1）匀强电场的电场强度E的大小；（2）A、C两点间的电势差UAC。13.（15分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ间距为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=0.8T的匀强磁场垂直于导轨平面向上。两根金属棒ab、cd质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.2Ω，ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2。开始时ab棒静止，cd棒以初速度v0=2m/s沿导轨向上滑行，两棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求：（1）cd棒沿导轨向上滑行时的加速度大小；（2）ab棒开始运动时的加速度大小；（3）当cd棒速度减为v=1m/s时，ab棒消耗的电功率。14.（15分）材料：如图所示，在光滑绝缘水平面上，有两个带电量分别为+q、-q的小球A、B，它们之间的距离为L。现将另一个带电量为+Q的小球C放在AB连线的中点O处，此时A、B两球间的库仑力大小为F1。然后将小球C移到AB连线上距A球为L/3处，此时A、B两球间的库仑力大小为F2。求：F1与F2的比值。15.（15分）材料：如图所示，一矩形金属框abcd放置在匀强磁场中，磁场方向垂直于框面，磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（k为常数）。已知金属框的边长ab=L1=0.2m，bc=L2=0.1m，电阻R=0.1Ω。求：（1）金属框中产生的感应电动势E的大小；（2）通过金属框的感应电流I的大小；（3）在t=2s时，金属框所受安培力F的大小和方向。答案：1.C2.A3.B4.B5.C6.BD7.B8.A9.B10.D11.金属棒C、D达到静电平衡后，C棒靠近A球一端感应出负电荷，远离A球一端感应出正电荷；D棒靠近B球一端感应出正电荷，远离B球一端感应出负电荷。金属棒C、D内部电场强度处处为零。12.（1）由W1=qUAB得UAB=W1/q=(4×10^-5)/(-2×10^-6)=-20V，又UAB=EdAB，dAB=AB=5cm=0.05m，所以E=UAB/dAB=(-20)/0.05=-400V/m，电场强度大小为400V/m。（2）UBC=0，UAC=UAB+UBC=-20V。13.（1）cd棒沿导轨向上滑行时，受到安培力F安=BIL，I=E/(2R)，E=BLv0，根据牛顿第二定律有mgsinθ+μmgcosθ+F安=ma，解得a=8m/s²。（2）ab棒开始运动时，F安=BIL，I=E/(2R)，E=BLv0，根据牛顿第二定律有F安=ma，解得a=4m/s²。（3）当cd棒速度减为v=1m/s时，E=BLv，I=E/(2R)，P=I²R，解得P=0.2W。14.A、B两球间的库仑力F=kq²/L²，当C在AB连线中点O处时，F1=kq²/L²；当C移到距A球为L/3处时，此时A、B间距离变为2L/3，F2=kq²/(2L/3)²=9kq²/4L²，所以F1∶F2=