2025年高职电子信息（电磁场应用）试题及答案

2025年高职电子信息（电磁场应用）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，只有一项是符合题目要求的。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，电势也为零B.电场强度的方向就是电势降低最快的方向C.电势降低的方向就是电场强度的方向D.电场强度大的地方电势一定高2.真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F。如果保持它们之间的距离不变，将其中一个点电荷的电荷量增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为（）A.2FB.4FC.F/2D.F/43.一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4.如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈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时线圈平面与磁场方向垂直B.t=0.01s时线圈的磁通量变化率最大C.线圈产生的交变电动势的有效值为311VD.线圈产生的交变电动势的频率为100Hz5.如图所示，一电子以速度v沿与电场线垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从B点飞出。设电子在飞行过程中未发生碰撞，A、B两点间的电势差为U，则电子从A点到B点电场力做功的大小为（）A.eUB.-eUC.eVD.-eV6.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）以速度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，粒子在磁场中运动的时间越长C.若θ一定，v越大，粒子在磁场中运动的时间越短D.若θ一定，v越大，粒子在磁场中运动的时间越长7.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，副线圈接有R=55Ω的负载电阻。已知原线圈两端电压u=220√2sin100πt（V），则（）A.副线圈两端电压的有效值为110VB.原线圈中电流的有效值为0.5AC.变压器的输入功率为220WD.负载电阻R消耗的功率为110W8.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。一个闭合线圈从磁场边界上方某处以初速度v0平行于纸面水平向右运动，线圈运动过程中始终在纸面内，其中心始终在磁场边界MN的正上方。则下列说法正确的是（）A.线圈进入磁场过程中，感应电流方向为顺时针方向B.线圈进入磁场过程中，感应电流方向为逆时针方向C.线圈穿出磁场过程中，感应电流方向为顺时针方向D.线圈穿出磁场过程中，感应电流方向为逆时针方向第II卷（非选择题，共60分）9.（10分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L，导轨平面与水平面夹角为θ，导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置，且与导轨接触良好。金属棒由静止开始下滑，求：（1）金属棒下滑的最大速度vm；（2）当金属棒下滑速度为v时，金属棒的加速度a。10.（12分）如图所示，一理想变压器原线圈接在电压为u=220√2sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有两个电阻R1=10Ω和R2=20Ω，开关S断开时，电流表的示数为0.2A。求：（1）变压器原、副线圈的匝数比n1:n2；（2）开关S闭合时，电流表的示数I。11.（12分）如图所示，在xOy平面内，有一边长为L的正方形区域abcd，区域内存在垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一带正电的粒子从a点沿ab方向以速度v0射入磁场，粒子重力不计。求：（1）粒子在磁场中运动的时间t；（2）粒子离开磁场时的位置坐标。12.（13分）材料：如图所示，空间存在一有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。一矩形金属线圈abcd边长分别为L1和L2，电阻为R。线圈以速度v垂直于磁场边界向右匀速运动，从开始进入磁场到完全离开磁场的过程中。（1）请分析线圈中感应电流的大小和方向变化情况；（2）求线圈中产生的焦耳热Q。13.（13分）材料：如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球A，静止在O点。以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系xOy。在y轴右侧的区域内存在着沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。在t=0时刻，将另一质量也为m、电荷量为-q的带负电小球B，从x轴上的P点以速度v0沿y轴正方向射入电场，P点到O点的距离为L。小球B在电场中运动一段时间后，与小球A发生弹性碰撞。碰撞后小球A、B速度方向均沿y轴正方向。（1）求小球B在电场中运动的时间t；（2）求碰撞后小球A、B的速度大小vA和vB。答案：1.B2.A3.B4.A5.B6.A7.ACD8.BC9.（1）金属棒下滑过程中，重力沿导轨向下的分力与安培力平衡时速度最大，由平衡条件有mgsinθ=BIL，又I=BLvm/R，解得vm=mgRsinθ/B²L²。（2）当速度为v时，安培力F安=BIL=B²L²v/R，由牛顿第二定律有mgsinθ-B²L²v/R=ma，解得a=gsinθ-B²L²v/mR。10.（1）开关S断开时，副线圈电流I2=0.2A，根据变压器电压与匝数关系U1/U2=n1/n2，U2=I2R1=2V，U1=220V，所以n1:n2=110:1。（2）开关S闭合时，副线圈总电阻R=R1R2/(R1+R2)=20/3Ω，副线圈电流I2'=U2/R=0.3A，根据电流与匝数关系I1/I2'=n2/n1，可得I1=0.003A，所以电流表的示数I=0.003A。11.（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径r=mv0/qB，周期T=2πm/qB，粒子在磁场中运动的时间t=T/4=πm/2qB。（2）粒子离开磁场时的位置坐标为（L，L）。12.（1）线圈进入磁场过程中，磁通量增加，感应电流方向为逆时针，随着线圈进入磁场，有效切割长度先增大后减小，感应电流先增大后减小；线圈在磁场中运动时，磁通量不变，无感应电流；线圈穿出磁场过程中，磁通量减小，感应电流方向为顺时针，随着线圈穿出磁场，有效切割长度先增大后减小，感应电流先增大后减小。（2）线圈进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热相同，Q=2B²L1²L2v/R。13.（1）小球B在电场中做