2025年大学物理（电磁学）试题及答案

2025年大学物理（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40分）答题要求：本卷共8小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。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.沿电场强度的方向，电势总是不断降低的2.一个电子以速度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3.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、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-F24.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时（）A.线圈平面与磁感线方向垂直B.通过线圈的磁通量达到最大值C.通过线圈的磁通量变化率达到最大值D.线圈中的感应电动势为零5.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为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、副线圈电流之比为I1∶I2=2∶1B.原、副线圈电压之比为U1∶U2=2∶1C.原、副线圈电功率之比为P1∶P2=2∶1D.电阻R消耗的功率与变压器输入功率之比为1∶26.如图所示，空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，从P点垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度大小分别为v1、v2，经磁场偏转后，哪个电子先回到P点（）A.若v1>v2，则电子1先回到P点B.若v1>v2，则电子2先回到P点C.无论v1、v2大小关系如何，两个电子同时回到P点D.无法确定7.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（）A.带电油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减小D.电容器的电容减小，极板带电量将增大8.如图所示，边长为L的正方形导线框abcd，其电阻为R，以速度v匀速通过宽度为L的匀强磁场区域。从bc边刚进入磁场开始计时，到ad边刚离开磁场的过程中，下列说法正确的是（）A.导线框中感应电流的方向先为abcda，后为adcbaB.导线框中感应电流的大小始终为BLv/RC.导线框进入磁场的过程中，通过导线框某一截面的电荷量为BL²/RD.导线框进入磁场的过程中，导线框所受安培力的大小始终为B²L²v/R第II卷（非选择题共60分）9.（10分）答题要求：把答案填在题中的横线上，不要求写出演算过程。如图所示，两根相距为L的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动。则MN中的电流方向为______（填“M到N”或“N到M”），MN两端的电压U=______。10.（12分）答题要求：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。如图所示，半径为R的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，轨道两端等高。质量为m的小球以某一速度从轨道下端水平进入轨道，并恰好能通过轨道最高点。已知重力加速度为g。求：（1）小球通过轨道最高点时的速度大小v；（2）小球进入轨道下端时的速度大小v0。11.（12分）答题要求：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。如图所示，一水平放置的平行板电容器，极板长为L，板间距离为d，上极板带正电，下极板带负电。一带电荷量为q、质量为m的粒子以初速度v0沿水平方向从两极板的正中间射入电容器，恰好从下极板边缘射出。已知重力加速度为g。求：（1）粒子在电容器中运动的时间t；（2）两极板间的电压U。12.（13分）答题要求：阅读材料，回答问题，并结合所学知识进行分析。材料：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。导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上。金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，电阻为R。两导轨的上端连接一阻值也为R的电阻。现让金属棒ab由静止开始下滑，经过一段时间后达到稳定速度，金属棒在下滑过程中始终保持与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知重力加速度为g。（1）求金属棒ab下滑的稳定速度v；（2）若金属棒ab下滑的距离为x时达到稳定速度，求此过程中电阻R上产生的热量Q。13.（13分）答题要求：阅读材料，回答问题，并结合所学知识进行分析。材料：如图所示，在光滑绝缘水平面上，有两个质量均为m、电荷量分别为+q和-q的小球A和B，它们之间用一绝缘轻弹簧相连，弹簧处于原长。现突然给A球一个水平向右的初速度v0，此后两球在运动过程中始终未分离。已知静电力常量为k。（1）求两球在运动过程中的最大速度vm；（2）求两球在运动过程中弹簧的最大弹性势能Ep。答案：1.CD2.C3.A4.ABD5.B6.C7.B8.ABC9.M到N；BLv/210.（1）小球恰好能通过轨道最高点，此时重力提供向心力，即mg=mv²/R，解得v=√(gR)。（2）根据动能定理，从轨道下端到最高点，有-mg·2R=1/2mv²-1/2mv0²，将v=√(gR)代入可得v0=√(5gR)。11.（1）粒子在电容器中做平抛运动，水平方向L=v0t，解得t=L/v0。（2）竖直方向d/2=1/2gt²，将t=L/v0代入可得d=gL²/v0²。又因为U=Ed，E=Bv0，所以U=BgL²/v0。12.（1）金属棒下滑达到稳定速度时，受力平衡，有mgsinθ=F安，F安=BIL，I=E/(2R)，E=BLv，解得v=2mgRsinθ/B²L²。（2）根据能量守恒，mgsinθ·x=1/2mv²+Q总，Q总=2Q，解得Q=mgxsinθ-m³g²R²sin²θ/B²L²。13.（1