2025年2月直流电路及电磁学基础考试

2025年2月直流电路及电磁学基础考试2025年2月直流电路及电磁学基础考试一、选择题（每题3分，共30分）1.以下关于电流的说法，正确的是（）A.电流的方向就是电荷定向移动的方向B.金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反C.只要有自由电荷就能形成电流D.通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大答案：B。解析：电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，A错误；金属导体中自由电子带负电，其定向移动的方向与电流方向相反，B正确；要有自由电荷且自由电荷定向移动才能形成电流，C错误；电流大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，电荷量多但时间不确定，不能得出电流就越大，D错误。2.已知电阻R1=10Ω，R2=20Ω，将它们串联在电路中，则它们两端的电压之比U1:U2为（）A.1:2B.2:1C.1:1D.1:3答案：A。解析：串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律U=IR，可得U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2。3.两个相同的电阻并联后，总电阻为5Ω，那么每个电阻的阻值为（）A.2.5ΩB.5ΩC.10ΩD.20Ω答案：C。解析：设每个电阻阻值为R，根据并联电阻公式1/R总=1/R+1/R，已知R总=5Ω，即1/5=2/R，解得R=10Ω。4.以下关于电动势的说法，错误的是（）A.电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量B.电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压C.电动势的单位是伏特D.电源的电动势越大，非静电力做功就越多答案：D。解析：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，A正确；电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，B正确；电动势的单位是伏特，C正确；非静电力做功W=Eq，除了与电动势E有关，还与电荷量q有关，电动势大，非静电力做功不一定多，D错误。5.一个标有“220V100W”的灯泡，正常工作时的电阻为（）A.484ΩB.220ΩC.100ΩD.48.4Ω答案：A。解析：根据P=U²/R，可得R=U²/P=(220V)²/100W=484Ω。6.关于磁场，下列说法正确的是（）A.磁场是由磁感线组成的B.磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用C.地磁场的南极在地理的南极附近D.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的答案：B。解析：磁场是客观存在的物质，磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，A错误；磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，小磁针是磁体，所以磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用，B正确；地磁场的南极在地理的北极附近，C错误；磁场中某点的磁场方向是客观存在的，与放入该点的小磁针无关，小磁针只是用来显示该点磁场方向，D错误。7.通电直导线周围的磁场，其磁感线的分布特点是（）A.以导线为圆心的同心圆B.与导线垂直的直线C.与导线平行的直线D.不规则曲线答案：A。解析：通电直导线周围的磁场，其磁感线是以导线为圆心的同心圆，A正确。8.如图所示，闭合开关S，小磁针静止时N极指向正确的是（）A.B.C.D.答案：C。解析：根据安培定则，判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引，小磁针的N极应指向螺线管的S极，即向右，C正确。9.下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（）A.电动机B.发电机C.电磁铁D.电磁继电器答案：B。解析：电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，A错误；发电机是利用电磁感应原理工作的，B正确；电磁铁和电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，C、D错误。10.如图所示，在探究电磁感应现象的实验中，能使灵敏电流计指针发生偏转的是（）A.导体棒ab静止不动B.导体棒ab沿竖直方向上下运动C.导体棒ab沿水平方向左右运动D.导体棒ab沿斜向上方向运动答案：C。解析：产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。导体棒ab静止不动、沿竖直方向上下运动都没有切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不偏转，A、B错误；导体棒ab沿水平方向左右运动时切割了磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针会发生偏转，C正确；导体棒ab沿斜向上方向运动时，如果运动方向与磁感线平行，也不会切割磁感线，不会产生感应电流，D错误。二、填空题（每空2分，共20分）1.某导体两端的电压为6V时，通过它的电流为0.3A，则该导体的电阻为______Ω；当导体两端的电压变为3V时，通过它的电流为______A。答案：20；0.15。解析：根据欧姆定律R=U/I，可得R=6V/0.3A=20Ω；电阻是导体本身的一种性质，与电压和电流无关，当电压变为3V时，电流I=U/R=3V/20Ω=0.15A。2.有两个电阻R1=3Ω，R2=6Ω，将它们并联在电路中，它们的功率之比P1:P2为______。答案：2:1。解析：并联电路中各支路电压相等，根据P=U²/R，可得P1:P2=U²/R1:U²/R2=R2:R1=6Ω:3Ω=2:1。3.一个电源的电动势为6V，内阻为1Ω，当它外接一个电阻为5Ω的负载时，电路中的电流为______A，路端电压为______V。答案：1；5。解析：根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)，可得I=6V/(5Ω+1Ω)=1A；路端电压U=IR=1A×5Ω=5V。4.磁场的方向规定为小磁针静止时______极所指的方向。答案：N。解析：磁场的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向。5.如图所示，通电螺线管的右端是______极。答案：N。解析：根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极，可判断出右端是N极。6.电磁感应现象中产生的感应电流的方向可以用______定则来判断。答案：右手。解析：电磁感应现象中产生的感应电流的方向可以用右手定则来判断。7.变压器是根据______原理工作的，它可以改变______（选填“直流电”或“交流电”）的电压。答案：电磁感应；交流电。解析：变压器是根据电磁感应原理工作的，由于直流电的磁场是恒定的，不能产生电磁感应现象，所以变压器只能改变交流电的电压。三、计算题（每题10分，共30分）1.如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1=20Ω，R2=30Ω。当开关S闭合时，电流表的示数为0.3A。求：（1）电源电压；（2）通过电阻R2的电流；（3）电路中的总电流。解：（1）因为R1和R2并联，电流表测通过R1的电流，根据欧姆定律U=IR，可得电源电压U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V。（2）根据欧姆定律I=U/R，可得通过电阻R2的电流I2=U/R2=6V/30Ω=0.2A。（3）根据并联电路的电流特点I=I1+I2，可得电路中的总电流I=0.3A+0.2A=0.5A。2.如图所示，一个标有“6V3W”的小灯泡L与一个定值电阻R串联在电路中，电源电压为9V且保持不变。闭合开关S后，小灯泡恰好正常发光。求：（1）小灯泡正常发光时的电流；（2）定值电阻R的阻值；（3）定值电阻R消耗的功率。解：（1）根据P=UI，可得小灯泡正常发光时的电流I=P额/U额=3W/6V=0.5A。（2）因为小灯泡与定值电阻串联，所以通过定值电阻的电流也为0.5A，定值电阻两端的电压UR=UU额=9V6V=3V，根据欧姆定律R=U/I，可得定值电阻R的阻值R=UR/I=3V/0.5A=6Ω。（3）根据P=UI，可得定值电阻R消耗的功率PR=URI=3V×0.5A=1.5W。3.如图所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，已知磁场的磁感应强度B=0.5T，线圈的匝数N=100匝，边长ab=0.2m，bc=0.3m，转动的角速度ω=100πrad/s。求：（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值；（2）若线圈的电阻r=10Ω，外接电阻R=90Ω，求电路中的电流的有效值。解：（1）线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值Em=NBSω，其中S=ab×bc=0.2m×0.3m=0.06m²，所以Em=100×0.5T×0.06m²×100πrad/s=300πV≈942V。（2）感应电动势的有效值E=Em/√2=942V/√2≈666V，根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)，可得电路中的电流的有效值I=666V/(90Ω+10Ω)=6.66A。四、实验题（每题10分，共20分）1.某同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值，实验器材有：电源（电压恒为6V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。（1）请你根据实验要求，用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到______（选填“a”或“b”）端。（3）实验中，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图所示，则通过电阻的电流为______A，该电阻的阻值为______Ω。（4）为了减小实验误差，该同学应采取的方法是______。解：（1）将电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，滑动变阻器采用“一上一下”的接法，连接电路如下：（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即b端。（3）由图可知，电流表选用的是00.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，根据欧姆定律R=U/I，可得该电阻的阻值R=2.4V/0.24A=10Ω。（4）为了减小实验误差，该同学应采取的方法是多次测量求平均值。2.某同学在探究通电螺线管外部磁场的方向时，进行了如下实验：（1）他在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬纸板，铁屑的排列情况如图所示，由此可以看出通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。（2）为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系，该同学改变螺线管中的电流方向，发现小磁针的指向也发生了改变，这说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关。（3）该同学还想探究通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关，他设计了如图所示的实验装置，通过观察______来判断通电螺线管磁性的强弱。（4）在实验中，该同学发