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______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.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2倍，则它们之间静电力的大小等于A.F/4B.F/2C.2FD.4F2.关于电场强度和电势，下列说法正确的是A.由公式E=F/q可知，电场强度E与试探电荷所受电场力F成正比，与试探电荷的电荷量q成反比B.由公式U=Ed可知，在匀强电场中，E为恒量，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比C.电场强度为零处，电势不一定为零D.无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做正功，它一定是从电势高处移到电势低处3.一个电子以速度v垂直进入匀强磁场中，它将做A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀速圆周运动D.变加速曲线运动4.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n的矩形线圈abcd，绕垂直于磁场方向的对称轴OO'匀速转动，角速度为ω。t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，设穿过该线圈的磁通量为φ，感应电动势为e，则A.φ=0，e=nBωSB.φ=nBS，e=0C.φ=0，e=nBSωsinωtD.φ=nBS，e=nBSωsinωt5.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶1，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则A.流过电阻的电流是22AB.与电阻并联的电压表的示数是220VC.变压器的输入功率是220WD.在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是20J6.关于麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是A.变化的电场一定产生变化的磁场B.稳定的电场一定产生稳定的磁场C.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场D.振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场7.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8.如图所示，一带电粒子以速度v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa=Ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍使该带电粒子以速度v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为A.v0B.1/v0C.2v0D.2/v09.如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0<θ<π/2）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是A.若v一定，θ越大，粒子在磁场中运动的时间越短B.若v一定，θ越大，粒子在离开磁场时的位置距O点越远C.若θ一定，v越大，粒子在磁场中运动的角速度越大D.若θ一定，v越大，粒子在磁场中运动的时间越短10.如图所示，一理想自耦变压器原线圈接在电压恒为U的正弦交流电源上，副线圈接一可变电阻R。现把变阻器的滑片P向下移动，则A.副线圈两端的电压不变B.原线圈中的电流增大C.副线圈中的电流增大D.变压器的输出功率增大第II卷（非选择题共70分）11.（10分）如图所示，在边长为L的正方形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一带电粒子从ad边的中点P以速度v0垂直于ad边且垂直于磁场方向射入磁场，已知粒子的电荷量为q，质量为m，不计粒子重力。求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径R；（2）粒子从磁场中射出时的位置到a点的距离。12.（15分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ间距为L，导轨平面与水平面夹角为θ，导轨电阻不计。在导轨上端接有一阻值为R的电阻。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一质量为m、电阻为r的金属棒ab在沿导轨向上的外力F作用下，由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，加速度大小为a。求：（1）金属棒ab在时间t内上升的高度h；（2）时间t内通过电阻R的电荷量q；（3）时间t内外力F做的功W。13.（15分）如图所示，理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=110匝，原线圈接在u=220√2sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有电阻R=22Ω及理想电压表V和理想电流表A。求：（1）电压表V的示数；（2）电流表A的值；（3）变压器的输入功率P。14.（15分）材料：电子感应加速器是利用变化的磁场产生感生电场来加速电子的一种装置。它的基本原理如图所示，图中为一电磁铁的两极，在其间隙中安放一个环形真空室。电磁铁中通以交变电流，使两极间的磁场周期性变化，从而在环形真空室内产生感生电场，电子在电场作用下被加速。问题：（1）电子感应加速器中，电子在环形真空室内做圆周运动，其向心力由什么力提供？（2）若磁场随时间按余弦规律变化，即B=B0cosωt，其中B0为磁感应强度的最大值，ω为角频率。试推导电子在环形真空室内运动时，感生电场的电场强度E随时间的变化规律。（3）在电子感应加速器中，为了使电子不断被加速，需要满足一定的条件。请简述其中一个重要条件，并说明原因。15.（15分）材料：如图所示，在一水平放置的平行板电容器之间，有一匀强电场，电场强度大小为E。有一带电粒子以初速度v0沿平行于极板的方向射入电场，粒子质量为m，电荷量为q。已知粒子射出电场时的速度方向与初速度方向夹角为θ。问题：（1）求粒子在电场中运动的时间t；（2）求粒子射出电场时沿垂直于极板方向的位移y；（3）若将平行板电容器的极板间距增大为原来的2倍，其他条件不变，粒子射出电场时的速度方向与初速度方向夹角θ将如何变化？请说明理由。答案：1.A2.C3.C4.C5.C6.D7.ABC8.C9.A10.CD11.（1）由qv0B=mv0²/R，得R=mv0/qB；（2）粒子在磁场中运动的圆心角为π/2，射出点到a点的距离为√(L²+R²)=√(L²+(mv0/qB)²)。12.（1）h=1/2at²；（2）q=BLat/(R+r)；（3）W=1/2m(at)²+q²(R+r)/t+mgh。13.（1）22V；（2）1A；（3）22W。14.（1）洛伦兹力提供向心力。（2）根据法拉第电磁感应定律E感=-ΔΦ/Δt，对于环形真空室，Φ=BS，B=B0cosωt，可得E感=ωB0Ssinωt/2πr（r为环形真空室半径）。（3）例如磁场变化的频率要满足一