2025年大学物理实验B（电磁学实验操作）试题及答案

2025年大学物理实验B（电磁学实验操作）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：本大题共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.在研究电磁感应现象时，关于感应电流的产生条件，以下说法正确的是（）A.只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流D.只要电路的一部分作切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流2.一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√2sin100πt（V），则（）A.该交变电动势的频率为100HzB.当t=0时，线圈平面恰好与中性面垂直C.当t=1/200s时，e有最大值D.该交变电动势的有效值为220V3.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL=6Ω，AB端电压u1=12√2sin100πt（V）。下列说法正确的是（）A.电流频率为100HzB.V的读数为6VC.A的读数为1AD.变压器输入功率为6W4.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是（）A.磁场看不见、摸不着，但可以通过小磁针来感知它的存在B.磁感线是真实存在于磁场中的曲线C.磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极D.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针静止时N极所指的方向决定的5.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。给导线通以垂直纸面向里的电流，则（）A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用6.关于自感现象，下列说法中正确的是（）A.自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象B.自感电动势总是阻碍原电流的增大C.自感电动势的方向总是与原电流的方向相反D.自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比7.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ。在这个过程中，线圈中感应电流（）A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动8.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=1∶2，电源电压u=220√2sin100πt（V），A是额定电流为1A的保险丝，R是可变电阻。为了不使原线圈中的电流超过1A，调节可变电阻R时，其阻值最低不能小于（）A.110ΩB.55ΩC.27.5ΩD.13.75Ω9.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，线圈平面与中性面垂直B.t=0.01s时，线圈的磁通量变化率最大C.该交变电动势的有效值为311VD.该交变电动势的频率为100Hz10.如图所示，螺线管与电源相连，磁铁A用细线悬挂在螺线管的正上方，当闭合开关S后，磁铁A的运动情况是（）A.向下运动B.向上运动C.静止不动D.无法确定第II卷（非选择题共70分）答题要求：本大题共4小题，共70分。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。11.（15分）某同学利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象。（1）当他把磁铁的N极向下插入螺线管时，发现电流表指针向右偏转，这表明____________________。（2）当他把磁铁从螺线管中拔出时，发现电流表指针向左偏转，这表明____________________。（3）当他保持磁铁不动，而把螺线管向上移动时，发现电流表指针____________________（填“向右偏转”“向左偏转”或“不偏转”）。（4）该实验中产生感应电流的条件是____________________。12.（20分）如图所示，理想变压器原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有R=22Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比n1∶n2=2∶1，电流表、电压表均为理想电表，原线圈中电流的有效值I1=0.2A。求：（1）副线圈中电流的有效值I2；（2）变压器的输入功率P；（3）电源电压的有效值U1。13.（15分）如图所示，在匀强磁场中，有一个匝数为n的矩形线圈abcd，边长分别为L1和L2，线圈平面与磁场方向垂直。当线圈以角速度ω绕OO′轴匀速转动时，求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值Em；（2）若从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式e。14.（20分）材料：在研究电磁感应现象的实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中，A、B是两个相同的线圈，A线圈与电源、滑动变阻器、开关组成闭合电路，B线圈与电流表组成闭合电路。当闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P时，发现电流表指针发生偏转。（1）该实验中，通过调节滑动变阻器的滑片P，改变了A线圈中的电流，从而引起了B线圈中产生感应电流。请分析说明感应电流产生的原因。（2）若保持开关S闭合，将A线圈迅速插入B线圈中，电流表指针将如何偏转？请说明理由。（3）若保持开关S闭合，将A线圈从B线圈中迅速拔出，电流表指针又将如何偏转？请说明理由。（4）在上述实验中，若将电流表换成电压表，能否通过电压表测量出B线圈中的感应电动势？请说明理由。答案：1.C2.D3.D4.AD5.A6.AD7.A8.B9.A10.A11.（1）螺线管中产生了感应电流，且感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相反（2）螺线管中产生了感应电流，且感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相同（3）向右偏转（4）穿过闭合电路的磁通量发生变化12.（1）由变压器的电流关系\(I_1/I_2=n_2/n_1\)，可得\(I_2=I_1n_1/n_2=0.2×2/1=0.4A\)（2）变压器的输入功率\(P=I_2^2R=0.4^2×22=3.52W\)（3）由\(P=U_1I_1\)，可得\(U_1=P/I_1=3.52/0.2=17.6V\)13.（1）\(E_m=nBSω=nBL_1L_2ω\)（2）\(e=nBL_1L_2ωsinωt\)14.（1）当调节滑动变阻器滑片P时，A线圈中电流变化，其磁场也变化，穿过B线圈的磁通量发生变化，根据电磁感应定律，B线圈中产生感应电流。（2）电流表指针向右偏转。因为A线圈迅速插入B线圈，穿过B线圈的磁通量