直流电路及电磁学基础模拟试题

直流电路及电磁学基础模拟试题一、单项选择题（每题2分，共40分）1.关于电流的定义，以下说法正确的是（）A.电流的方向与正电荷定向移动的方向相反B.电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量C.恒定电流的大小和方向随时间做周期性变化D.微观上电流密度与载流子漂移速度成反比2.一段均匀导线的电阻率为ρ，长度为L，横截面积为S。若将其均匀拉长为2L，则新的电阻为（）A.2ρL/SB.4ρL/SC.ρL/(2S)D.ρL/(4S)3.图示电路中，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，电源电动势E=12V（内阻不计），则a、b两点间的电压Uab为（）（注：R1与R2并联后与R3串联）A.4VB.6VC.8VD.10V4.基尔霍夫电流定律（KCL）的物理本质是（）A.能量守恒B.电荷守恒C.动量守恒D.角动量守恒5.如图所示，三个相同的电阻R并联后与电源（电动势E，内阻r）连接，当其中一个电阻被短路时，电路总电流的变化为（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定6.一个平行板电容器，极板面积为S，板间距为d，充电后与电源断开。若将板间距增大为2d，则（）A.电容变为原来的2倍B.极板间电场强度不变C.极板间电压减小D.电容器储存的能量减小7.关于电容器的充放电过程，以下说法错误的是（）A.充电时，电容器两端电压逐渐趋近于电源电动势B.放电时，电流方向与充电时相反C.时间常数τ=RC越大，充放电过程越慢D.充放电过程中，电阻消耗的总能量等于电容器初始储存的能量8.真空中两根无限长平行直导线通有同向电流I1和I2（I1>I2），导线间距为a，则两导线间的相互作用力（）A.为斥力，大小与I1I2成正比B.为引力，大小与I1I2成正比C.为斥力，大小与I1+I2成正比D.为引力，大小与I1+I2成正比9.安培环路定理∮H·dl=ΣI中，ΣI是指（）A.环路内所有电流的代数和B.环路外所有电流的代数和C.环路内所有电流的绝对值之和D.环路外所有电流的绝对值之和10.一个电子以速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动轨迹为（）A.直线B.抛物线C.圆D.螺旋线11.载流线圈在匀强磁场中所受的合力（）A.一定为零B.与线圈匝数无关C.与电流大小无关D.与磁场方向无关12.法拉第电磁感应定律的数学表达式为（）A.ε=-dΦ/dtB.ε=Φ/tC.ε=BILD.ε=BLv13.如图所示，导体棒ab在匀强磁场B中以速度v向右运动，磁场方向垂直纸面向里，棒长L，则a、b两端的电势差Uab为（）A.BLv（a端电势高）B.BLv（b端电势高）C.-BLv（a端电势高）D.-BLv（b端电势高）14.关于自感现象，以下说法正确的是（）A.自感系数L与线圈匝数无关B.自感电动势阻碍电流的变化C.自感现象仅发生在电流增大时D.自感线圈在直流电路中相当于短路15.两个共轴螺线管，初级线圈匝数N1，次级线圈匝数N2，互感系数M与（）A.N1N2成正比B.N1/N2成正比C.N2/N1成正比D.N1+N2成正比16.真空中，边长为a的正方形载流线圈通有电流I，其中心处的磁感应强度大小为（）A.(√2μ0I)/(πa)B.(2√2μ0I)/(πa)C.(μ0I)/(πa)D.(4μ0I)/(πa)17.一个铁芯线圈的磁导率μ远大于真空磁导率μ0，当线圈电流不变时，铁芯的加入会使（）A.磁感应强度减小B.磁场强度增大C.磁通量增大D.自感系数减小18.如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，当线圈平面与磁场方向平行时（）A.感应电动势为零B.感应电动势最大C.磁通量变化率为零D.线圈受到的磁力矩为零19.关于位移电流，以下说法正确的是（）A.位移电流由自由电荷的定向移动产生B.位移电流的磁效应与传导电流相同C.位移电流仅存在于导体中D.位移电流不产生焦耳热20.麦克斯韦方程组中，∮E·dl=-dΦB/dt对应的是（）A.高斯电场定律B.高斯磁场定律C.法拉第电磁感应定律D.安培-麦克斯韦定律二、填空题（每空2分，共30分）1.欧姆定律的微分形式为__________，其中各符号的物理意义分别是__________。2.某段电路的伏安特性曲线为过原点的直线，说明该电路元件是__________，其电阻值等于曲线__________的倒数。3.基尔霍夫电压定律（KVL）的内容是：在任意闭合回路中，__________的代数和等于__________的代数和。4.一个RC串联电路中，电容初始电压为0，接通直流电源后，电容电压随时间变化的表达式为__________，当时间t=3τ时，电容电压约为电源电动势的__________%（τ为时间常数）。5.磁感应强度的定义式为__________，其单位是__________（用国际单位制基本单位表示）。6.载流直导线在匀强磁场中所受安培力的公式为__________，其中θ是__________的夹角。7.磁通量的定义式为Φ=__________，其物理意义是__________。8.动生电动势的产生原因是__________，感生电动势的产生原因是__________。9.自感系数L的计算公式为L=__________，其大小取决于线圈的__________、__________及周围介质的磁导率。10.麦克斯韦提出的“位移电流”假说，将安培环路定理修正为__________，其核心思想是__________。三、计算题（共40分）1.（6分）如图所示电路，已知E1=12V，E2=6V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，求：（1）电路中的总电流I；（2）a、b两点间的电压Uab。2.（6分）一个平行板电容器，极板面积S=0.1m²，板间距d=1mm，中间充满相对介电常数εr=5的电介质，充电至电压U=100V后与电源断开。求：（1）电容器的电容C；（2）极板上的电荷量Q；（3）极板间的电场强度E；（4）电容器储存的能量W。3.（6分）真空中有两根无限长平行直导线，相距a=0.2m，分别通有电流I1=5A（向上）和I2=10A（向下）。求：（1）两导线之间中点处的磁感应强度大小和方向；（2）单位长度导线所受的安培力大小和方向。4.（6分）一个半径为R的圆形载流线圈，通有电流I，求其轴线上距离圆心x处的磁感应强度大小，并讨论当x>>R时的近似结果。5.（8分）如图所示，导体棒ab长L=0.5m，质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω，静止在光滑的水平导轨上，导轨电阻不计，导轨所在平面有竖直向上的匀强磁场B=0.2T。当开关S闭合后，电源电动势E=6V，内阻不计。求：（1）导体棒刚开始运动时的加速度a；（2）导体棒的最大速度vm；（3）当导体棒速度v=10m/s时的感应电动势ε和电流I；（4）导体棒达到最大速度时，电源的输出功率P。6.（8分）一个空心螺线管，长度l=0.2m，匝数N=1000，半径r=0.01m，通有电流I=0.5A。求：（1）螺线管内部的磁感应强度B；（2）螺线管的自感系数L；（3）若在螺线管内插入一根磁导率μ=5000μ0的铁芯，求此时的自感系数L’和磁感应强度B’；（4）若螺线管中的电流随时间变化为I(t)=I0sinωt（I0=0.5A，ω=100πrad/s），求螺线管中的自感电动势εL。四、综合题（共40分）1.（20分）如图所示，直流电路由两个电源和多个电阻组成，已知E1=24V，E2=12V，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=4Ω，R4=12Ω，R5=2Ω，电流表内阻不计，电压表内阻无穷大。（1）用基尔霍夫定律列写方程组，求解各支路电流I1、I2、I3；（2）计算电阻R3消耗的功率P3；（3）判断电源E1和E2是充电还是放电状态，并计算其输出或输入的功率；（4）若将电压表并联在R2两端，求电压表的示数；（5）若将电流表串联在R5支路中，求电流表的示数。2.（20分）如图所示，水平放置的U型导轨宽度L=0.4m，电阻不计，左端连接一个电容C=100μF的电容器，导轨所在平面有竖直向上的匀强磁场B=0.5T。质量m=0.05kg、电阻r=0.2Ω的导体棒ab垂直导轨放置，初始时电容器不带电。现给导体棒一个水平向右的初速