2025年大学物理实验（电磁学实验）试题及答案

2025年大学物理实验（电磁学实验）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：本卷共6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。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.在研究电磁感应现象的实验中，关于电流表指针的偏转情况，下列说法正确的是（）A.只要闭合电路内有磁通量，电流表指针就会偏转B.只要电路的磁通量发生变化，电流表指针就会偏转C.只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电流表指针才会偏转D.当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电流表指针不一定会偏转答案：C2.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势的瞬时值表达式为e=220√2sin100πtV，则（）A.该交变电动势的频率为100HzB.当t=0时，线圈平面与中性面垂直C.当t=1/200s时，e有最大值D.该交变电动势的有效值为220V答案：D3.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N。当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，正确的是（）A.两环静止不动B.两环互相靠近C.两环互相远离D.两环同时向左运动答案：B4.如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时（如图）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（）A.B.C.D.答案：D5.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V60W”灯泡一只，且灯泡正常发光。则（）A.电流表的示数为3/11AB.电源输出功率为1200WC.电流表的示数为3/110AD.原线圈端电压为11V答案：C6.如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过粗金属环所在区域。当磁感强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为（）A.E/2B.E/3C.2E/3D.E答案：B第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共20分）答题要求：把答案填在题中横线上。1.（4分）如图所示，是测定自感系数很大的线圈直流电阻的电路，两端并联一只电压表（电压表的内阻RV很大），用来测电感线圈的直流电压，在测量完毕后将电路解体时应先断开______。答案：S22.（4分）如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220√2sin（100πt）V，电阻R=44Ω，电压表、电流表均为理想电表，则电流表A1的示数为______A，电压表V的示数为______V。答案：0.2；443.（4分）如图所示，将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有______（填“有”或“无”）感应电流。答案：无4.（4分）如图所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场，金属棒ab横跨导轨，第一次用恒定的拉力F作用下由静止开始向右做匀加速运动，第二次保持拉力的功率P恒定，由静止开始向右运动，经过时间t，两次金属棒的速度均为v，则两次拉力做的功W1______W2（填“大于”、“小于”或“等于”），两次通过电阻R的电量q1______q2（填“大于”、“小于”或“等于”）。答案：小于；小于5.（4分）如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界。若不计空气阻力，则（1）圆环向右穿过磁场后，还能摆至______（填“原高度”、“高于原高度”或“低于原高度”）；（2）圆环最终会______（填“静止”、“在A、B间来回摆动”或“在平衡位置右侧摆动”）。答案：低于原高度；在平衡位置右侧摆动（二）实验题（共15分）答题要求：按题目要求作答。1.（7分）某同学利用如图甲所示的电路测定一电池组的电动势E和内阻r。已知该电池组的电动势约为6V，内阻约为10Ω，可供选用的实验器材有：A.电压表V（量程0～3V，内阻约为3kΩ）B.电压表V（量程0～15V，内阻约为15kΩ）C.电流表A（量程0～0.6A，内阻约为0.2Ω）D.电流表A（量程0～3A，内阻约为0.05Ω）E.滑动变阻器R1（0～10Ω，2A）F.滑动变阻器R2（0～100Ω，0.1A）G.定值电阻R0=5ΩH.开关S，导线若干（1）为了使测量结果更准确，电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。（填器材前的字母序号）（2）根据实验数据绘出的U-I图象如图乙所示，则由图象可得该电池组的电动势E=______V，内阻r=______Ω。答案：（1）B；C；E（2）6.0；102.（8分）某同学用如图甲所示的电路来测量一量程为3V的电压表的内阻RV，实验室提供的器材有：A.待测电压表VB.电流表A（量程0～0.6A，内阻约为0.2Ω）C.定值电阻R0=100ΩD.滑动变阻器R（0～10Ω）E.电源E（电动势约为6V，内阻不计）F.开关S，导线若干（1）请根据图甲的实验原理图，在图乙中完成实物电路的连接。（2）实验时，调节滑动变阻器R的滑片，读出电压表的示数U和电流表的示数I，则电压表内阻RV=______。（3）若电压表内阻RV的真实值为3000Ω，用上述方法测量该电压表内阻的相对误差为______%。答案：（1）实物连接图略（2）U/I-R0（3）10（三）计算题（共15分）答题要求：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。1.（7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，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s²，求：（1）通过棒cd的电流I；（2）棒ab受到的力F的大小。答案：（1）对cd棒受力分析，由平衡条件得：mgsin30°=IlB，解得I=1A。（2）对ab棒受力分析，由平衡条件得：F=mgsin30°+IlB，解得F=0.2N。2.（8分）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，且原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝。当原线圈接入如图乙所示的交流电时，电阻R=55Ω，求：（1）电流表A1的示数；（2）电流表A2的示数；（3）变压器的输入功率P。答案：（1）由乙图可知原线圈电压的有效值U1=220V，根据U1/U2=n1/n2，可得副线圈电压U2=44V，所以电流表A1示数I1=U1/n1=0.2A。（2）副线圈电流I2=U2/R=0.8A，根据I1/I2=n2/n1，可得电流表A2示数I2=0.16A。（3）变压器输入功率P=P出=U2I2=35.2W。（四）材料分析题（共15分）答题要求：阅读材料，回答问题。材料：在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系；1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电与磁的内在联系。电磁感应现象在生产生活中有广泛的应用，如发电机、变压器等都是利用电磁感应原理制成的。1.（5分）奥斯特发现电流磁效应的实验中，小磁针发生偏转说明了什么？答案：说明通电导线周围存在磁场，即电流能产生磁场。2.（5分）法拉第发现电磁感应现象有什么重要意义？答案：进一步揭示了电与磁的内在联系，为发电机、变压器等电器设备的发明奠定了理论基础，推动了电磁学的发展，使人类进入了电气化时代。3.（5分）请举例说明电磁感应现象在生活中的一个应用，并简述其工作原理。答案：如发电机。原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，将机械能转化为电能。（五）论述题（共15分）答题要求：论述应观点明确，条理清晰，有理有据。1.（15分）论述电磁学理论对现代科技发展的重要影响。答案：电磁学理论是现代科技发展的重要基石。它为电力系统的