2025年大学本科二年级（物理学）电磁学综合阶段测试试题及答案

2025年大学本科二年级（物理学）电磁学综合阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）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，下列说法正确的是（）A.电场强度为零的点，电势一定为零B.电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同C.只在电场力作用下，正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动D.电势降低的方向不一定是电场强度的方向2.如图所示，一带电粒子以某一速度垂直射入匀强磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.粒子的速度越大，周期越大B.粒子的速度越大，半径越大C.若只增大磁感应强度，粒子的周期不变D.若只增大粒子的电荷量，粒子的半径不变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，另一个点电荷的电荷量不变，则它们之间的静电力大小变为（）A.F/2B.FC.2FD.4F4.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实际存在的线B.电场线和磁感线都不能相交C.电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱D.沿电场线和磁感线的方向，场强和磁感应强度都逐渐减小5.如图所示，在匀强电场中，有A、B、C三点，AB=5cm，BC=12cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向成60°角。一个电荷量为q=-2×10⁻⁶C的电荷从A移到B电场力做功为W₁=1.2×10⁻⁵J。下列说法正确的是（）A.匀强电场的电场强度大小为200V/mB.A、C两点间的电势差Uₐₑ=20VC.电荷从B移到C，电场力做功W₂=6×10⁻⁶JD.若将该电荷从C点移到A点，电场力做功W₃=-1.8×10⁻⁵J6.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.该交变电流的频率为50HzB.0.01s时线圈平面与磁场方向垂直C.0.02s时穿过线圈的磁通量变化率为零D.该交变电流电动势的有效值为220V7.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2:1，原线圈接正弦交变电源，副线圈接有R=55Ω的负载电阻。已知原线圈中电流的有效值为2A，则（）A.副线圈中电流的有效值为4AB.副线圈两端电压的有效值为110VC.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，在光滑绝缘水平面上，有两个带电荷量分别为+q和-q的小球A、B，它们之间的距离为L。现将另一个带电荷量为+Q的小球C放在AB连线的中点O处，此时A、B两小球间的库仑力大小为F。若将小球C移到AB连线上距A为L/3处，则A、B两小球间的库仑力大小变为（）A.9F/4B.4F/9C.9F/8D.8F/9第II卷（非选择题共60分）9.（10分）如图所示，在电场强度大小为E的匀强电场中，有一个边长为L的等边三角形ABC，电场线与三角形所在平面平行。已知A、B两点间的电势差为Uₐₑ，求：（1）B、C两点间的电势差Uₑₑ；（2）若将一个电荷量为q的正电荷从A点沿直线移动到C点，电场力做的功W。10.（10分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，导轨电阻不计，间距为L。导轨左端连接一阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置在导轨上，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现对金属棒ab施加一水平向右的恒力F，使金属棒ab由静止开始做加速运动。求：（1）金属棒ab的最大速度vₘ；（2）当金属棒ab的速度为v时，其加速度a的大小。11.（12分）如图所示，在xOy平面内有一匀强电场，电场强度方向沿x轴正方向，电场强度大小为E。有一个带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v₀沿y轴正方向射入电场，粒子的重力忽略不计。求：（1）粒子在电场中运动的时间t；（2）粒子离开电场时的位置坐标（x，y）；（3）粒子离开电场时的速度大小v。12.（14分）如图所示，理想变压器原线圈接在u=220√2sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=2Ω的电阻和额定电压为22V、额定功率为88W的电动机。已知原、副线圈匝数之比为10:1，电流表和电压表均为理想电表。求：（1）电流表的示数I；（2）电动机的实际功率Pₘ；（3）电动机的发热功率Pₙ；（4）电动机的效率η。13.（14分）如图所示，两根相距为d的平行金属导轨固定在同一水平面上，导轨电阻不计，左端接有阻值为R的电阻。导轨上放有一质量为m、电阻为r的金属棒ab，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现对金属棒ab施加一水平向右的恒力F，使金属棒ab由静止开始运动。已知金属棒ab运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求：（1）金属棒ab的最大速度vₘ；（2）当金属棒ab的速度为v（v<vₘ）时，其加速度a的大小；（3）若金属棒ab从静止开始运动到速度达到最大的过程中，电阻R上产生的热量为Q，求此过程中金属棒ab通过的位移x。答案：1.D2.BC3.C4.BC5.AD6.ABD7.BC8.A9.（1）Uₑₑ=Uₐₑ；（2）W=qUₐₑ10.（1）vₘ=(F-B²L²vₘ/R+r)/B²L²；（2）a=(F-B²L²v/R+r)/m11.（1）t=2mv₀/qE；（2）x=2mv₀²/qE，y=v₀²m/qE；（3）v=√(v₀²+4v₀⁴m²/q²E²)12.（1）I=4.4A；（2）Pₘ=79.2W；（3）Pₙ=