2025-2026年江苏省苏教版高二物理第十一章电磁学综合练习题

2025-2026年江苏省苏教版高二物理第十一章电磁学综合练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在第十一章电磁学中，关于电场强度的定义，下列说法正确的是（）A.电场强度是描述电场力性质的物理量，其大小等于放入电场中某点的试探电荷所受电场力的大小B.电场强度是矢量，其方向规定为正电荷在电场中受力的方向，与负电荷受力的方向相反C.电场强度的国际单位制单位是伏特/米（V/m），与电势差的单位相同但物理意义不同D.电场中某点的电场强度与放入该点的电荷量及电场本身的性质无关，仅由电场源电荷决定2.如图所示，真空中一条直线上固定两个点电荷Q1和Q2，Q1=+4×10^-6C，Q2=-2×10^-6C，它们相距d=30cm。现在该直线上Q1左侧10cm处放入一个试探电荷q=+2×10^-8C，则该试探电荷所受的电场力大小为（）A.1.6×10^-3N，方向向右B.1.6×10^-3N，方向向左C.3.2×10^-3N，方向向右D.3.2×10^-3N，方向向左3.在第十一章中，关于电势和电势能的关系，下列说法正确的是（）A.电势是标量，其单位是焦耳/库仑（J/C），与电场力做功直接相关B.电势能是描述电荷在电场中具有的势能，其大小等于电荷量与电势的乘积C.在电场中移动电荷时，电势能的变化量等于电场力做的功，但电势不一定会变化D.电势零点的选择是任意的，但电势能的零点必须选择在无穷远处4.如图所示，一个半径为R的均匀带电球体，总电荷量为Q。现在该球体表面挖去一个半径为r的小球体（r<R），则剩余部分在球心处产生的电场强度大小为（）A.kQ/(R^2)B.kQr/(R^3)C.k(Q-r^3R^3)/(R^3)D.kQ(R^3-r^3)/(R^3(R-r)^2)5.在第十一章中，关于电场线，下列说法正确的是（）A.电场线是真实存在的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小B.电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，不能形成闭合曲线C.两个不同电荷产生的电场线在空间中可以相交D.电场线与等势面处处垂直，但沿电场线方向电势一定变化6.如图所示，一个平行板电容器，两极板间距为d，极板面积为S，极板间充满介电常数为ε的均匀介质。若两极板间电压为U，则该电容器的电容大小为（）A.εS/dB.εd/SC.εS/(2d)D.εd/(2S)7.在第十一章中，关于电容器充放电过程，下列说法正确的是（）A.电容器充电时，电流从正极板流出，通过电源回到负极板，极板电荷量逐渐增加B.电容器放电时，电流从负极板流出，通过负载回到正极板，极板电荷量逐渐减少C.电容器充电过程中，电场能逐渐转化为电能，电势差逐渐增大D.电容器放电过程中，电场能逐渐转化为电能，电势差逐渐减小8.如图所示，一个带电粒子（电荷量为q，质量为m）以速度v0垂直进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，则该粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为（）A.mv0/BqB.mv0q/BC.Bq/mv0D.Bmv0/q9.在第十一章中，关于安培力，下列说法正确的是（）A.安培力是磁场对载流导线的作用力，其方向可以用左手定则判断B.安培力的大小与导线中的电流强度、导线长度及磁感应强度成正比C.安培力总是垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面D.长直导线在匀强磁场中受到的安培力大小为F=BILsinθ，其中θ是电流方向与磁场方向的夹角10.如图所示，一个矩形导线框abcd，边长分别为ab=2cm，ad=4cm，导线框以速度v=2m/s匀速进入一个磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。则当导线框进入磁场一半时，产生的感应电动势大小为（）A.0.4VB.0.2VC.0.1VD.0V二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在第十一章中，真空中两个点电荷Q1和Q2相距r，它们之间的库仑力大小为F=kQ1Q2/r^2，其中k=9×10^9N•m^2/C^2是静电力常量。若Q1=+2×10^-6C，Q2=-3×10^-6C，r=20cm，则它们之间的库仑力大小为______N，方向为______。2.在第十一章中，电场中某点的电场强度E=200N/C，方向水平向右。若在该点放入一个电荷量为q=+5×10^-8C的试探电荷，则该试探电荷所受的电场力大小为______N，方向为______。3.在第十一章中，电势是描述电场性质的物理量，其单位是______。若电场中A点的电势φA=100V，B点的电势φB=50V，则将电荷量为q=+2×10^-6C的试探电荷从A点移动到B点，电场力做功为______J。4.在第十一章中，一个半径为R的均匀带电球体，总电荷量为Q。根据高斯定理，该球体表面某点的电场强度大小为E=Q/(4πεR^2)，其中ε=8.85×10^-12C^2/(N•m^2)是真空介电常量。若Q=+1×10^-6C，R=10cm，则该点的电场强度大小为______N/C。5.在第十一章中，电场线是______的曲线，其疏密程度表示______。电场线与等势面处处______。6.在第十一章中，一个平行板电容器，两极板间距为d=0.5cm，极板面积S=100cm^2，极板间充满介电常数为ε=2.5ε0的均匀介质。若两极板间电压为U=200V，则该电容器的电容大小为______F，其中ε0=8.85×10^-12C^2/(N•m^2)。7.在第十一章中，电容器充电过程中，电流从______极板流出，通过电源回到______极板，极板电荷量逐渐______。8.在第十一章中，一个带电粒子（电荷量为q，质量为m）以速度v0垂直进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，则该粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r=mv0/Bq。若v0=10^6m/s，B=0.1T，q=+1.6×10^-19C，m=9.1×10^-31kg，则该粒子做圆周运动的半径为______m。9.在第十一章中，安培力是磁场对载流导线的作用力，其方向可以用______判断。安培力的大小与导线中的______、导线______及磁感应强度______成正比。10.在第十一章中，法拉第电磁感应定律指出，闭合回路中产生的感应电动势大小等于______，即ε=-dΦ/dt，其中Φ是穿过回路的磁通量。若穿过一个回路的磁通量在1s内均匀变化了0.5Wb，则该回路产生的感应电动势大小为______V。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在第十一章中，电场强度是描述电场力性质的物理量，其大小等于放入电场中某点的试探电荷所受电场力的大小。该说法正确吗？______2.在第十一章中，电场线是真实存在的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小。该说法正确吗？______3.在第十一章中，电势是标量，其单位是伏特（V），与电场力做功直接相关。该说法正确吗？______4.在第十一章中，电势能是描述电荷在电场中具有的势能，其大小等于电荷量与电势的乘积。该说法正确吗？______5.在第十一章中，电场中某点的电场强度与放入该点的电荷量及电场本身的性质无关，仅由电场源电荷决定。该说法正确吗？______6.在第十一章中，一个半径为R的均匀带电球体，总电荷量为Q。根据高斯定理，该球体表面某点的电场强度大小为E=Q/(4πεR^2)。该说法正确吗？______7.在第十一章中，电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，不能形成闭合曲线。该说法正确吗？______8.在第十一章中，电场线与等势面处处垂直。该说法正确吗？______9.在第十一章中，安培力是磁场对载流导线的作用力，其方向可以用左手定则判断。该说法正确吗？______10.在第十一章中，法拉第电磁感应定律指出，闭合回路中产生的感应电动势大小等于穿过回路的磁通量变化率，即ε=-dΦ/dt。该说法正确吗？______四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.在第十一章中，简述库仑定律的内容及其适用条件。2.在第十一章中，简述电场强度的定义及其国际单位制单位。3.在第十一章中，简述电势的定义及其国际单位制单位。4.在第十一章中，简述电场线的性质及其特点。5.在第十一章中，简述平行板电容器的电容公式及其影响因素。6.在第十一章中，简述电容器充放电过程中的能量转化关系。7.在第十一章中，简述安培力的方向判断方法及其影响因素。8.在第十一章中，简述法拉第电磁感应定律的内容及其物理意义。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，真空中两个点电荷Q1和Q2相距d=30cm，Q1=+4×10^-6C，Q2=-2×10^-6C。求Q1和Q2在它们连线中点处产生的电场强度大小和方向。2.如图所示，一个平行板电容器，两极板间距为d=0.2cm，极板面积S=100cm^2，极板间充满介电常数为ε=2.5ε0的均匀介质。若两极板间电压为U=200V，求该电容器的电容大小和极板上的电荷量。3.如图所示，一个带电粒子（电荷量为q=+1.6×10^-19C，质量为m=9.1×10^-31kg）以速度v0=10^6m/s垂直进入一个磁感应强度为B=0.1T的匀强磁场中，求该粒子做匀速圆周运动的半径和周期。4.如图所示，一个矩形导线框abcd，边长分别为ab=2cm，ad=4cm，导线框以速度v=2m/s匀速进入一个磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。求导线框进入磁场一半时产生的感应电动势大小和方向。5.如图所示，一个长直导线通有电流I=5A，导线旁放一个长度为L=10cm的导线段，导线段与长直导线相距r=5cm，导线段与长直导线的夹角为θ=30°。求导线段受到的安培力大小和方向。6.如图所示，一个平行板电容器，两极板间距为d=0.5cm，极板面积S=100cm^2，极板间充满介电常数为ε=2.5ε0的均匀介质。若两极板间电压为U=200V，现将一个厚度为d/2的金属板插入电容器中，求该电容器的电容大小变化了多少。7.如图所示，一个矩形导线框abcd，边长分别为ab=2cm，ad=4cm，导线框以速度v=2m/s匀速进入一个磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。求导线框完全进入磁场后产生的感应电动势大小和方向。8.如图所示，一个带电粒子（电荷量为q=+1.6×10^-19C，质量为m=9.1×10^-31kg）以速度v0=10^6m/s垂直进入一个磁感应强度为B=0.1T的匀强磁场中，求该粒子做匀速圆周运动的半径和周期。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B解析：电场强度是描述电场力性质的物理量，其大小等于放入电场中某点的试探电荷所受电场力的比值，而不是大小。电场强度的方向规定为正电荷在电场中受力的方向，与负电荷受力的方向相反。电场强度的国际单位制单位是伏特/米（V/m），与电势差的单位相同但物理意义不同。电场中某点的电场强度与放入该点的电荷量无关，仅由电场源电荷决定。2.B解析：根据库仑定律，Q1和Q2在Q1左侧10cm处产生的电场强度大小分别为：E1=kQ1/(r1^2)=9×10^9×4×10^-6/(0.1^2)=3.6×10^5N/C，方向向左E2=kQ2/(r2^2)=9×10^9×2×10^-6/(0.2^2)=4.5×10^4N/C，方向向右由于E1和E2方向相反，所以合电场强度大小为：E=E1-E2=3.6×10^5-4.5×10^4=3.15×10^5N/C，方向向左试探电荷q=+2×10^-8C，所受电场力大小为：F=qE=2×10^-8×3.15×10^5=6.3×10^-3N，方向向左3.B解析：电势是标量，其单位是伏特（V），与电场力做功的比值相关。电势能是描述电荷在电场中具有的势能，其大小等于电荷量与电势的乘积。在电场中移动电荷时，电势能的变化量等于电场力做的功，但电势不一定会变化。电势零点的选择是任意的，但电势能的零点可以选择在无穷远处。4.C解析：根据高斯定理，均匀带电球体内部某点的电场强度为零，外部某点的电场强度大小为E=kQ/(R^2)。挖去一个小球体后，剩余部分可以看作是一个带负电荷的小球体和一个带正电荷的大球体的叠加。大球体在球心处产生的电场强度为零，小球体在球心处产生的电场强度大小为：E=k(Qr^3)/(R^3)，方向背离小球体中心所以剩余部分在球心处产生的电场强度大小为：E=k(Qr^3)/(R^3)5.B解析：电场线是虚拟的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小。电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，不能形成闭合曲线。两个不同电荷产生的电场线在空间中不能相交。电场线与等势面处处垂直，但沿电场线方向电势一定变化。6.A解析：平行板电容器的电容公式为：C=εS/d，其中ε是介电常数，S是极板面积，d是极板间距所以该电容器的电容大小为：C=εS/d=2.5×8.85×10^-12×100×10^-4/0.5×10^-2=4.425×10^-10F7.A解析：电容器充电时，电流从正极板流出，通过电源回到负极板，极板电荷量逐渐增加。电容器放电时，电流从正极板流出，通过负载回到负极板，极板电荷量逐渐减少。电容器充电过程中，电场能逐渐转化为电能，电势差逐渐增大。电容器放电过程中，电场能逐渐转化为电能，电势差逐渐减小。8.A解析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：qvB=mv0^2/r解得半径为：r=mv0/Bq9.A解析：安培力是磁场对载流导线的作用力，其方向可以用左手定则判断。安培力的大小与导线中的电流强度、导线长度及磁感应强度成正比。安培力总是垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面。长直导线在匀强磁场中受到的安培力大小为F=BILsinθ，其中θ是电流方向与磁场方向的夹角。10.B解析：当导线框进入磁场一半时，进入磁场部分的导线长度为ab/2=1cm，产生的感应电动势大小为：ε=Bvl=0.5×2×0.01=0.01V二、填空题1.5.4×10^-4N，吸引解析：根据库仑定律，Q1和Q2之间的库仑力大小为：F=kQ1Q2/r^2=9×10^9×2×10^-6×3×10^-6/(0.2^2)=5.4×10^-4N由于Q1和Q2的电荷异号，所以它们之间的库仑力为吸引力。2.1×10^-5N，水平向右解析：根据电场强度的定义，试探电荷q=+5×10^-8C所受的电场力大小为：F=qE=5×10^-8×200=1×10^-5N由于电场强度方向水平向右，所以试探电荷所受的电场力方向也为水平向右。3.伏特（V），4×10^-4J解析：电势的单位是伏特（V）。将电荷量为q=+2×10^-6C的试探电荷从A点移动到B点，电场力做功为：W=q(φA-φB)=2×10^-6×(100-50)=1×10^-4J4.1.8×10^5N/C解析：根据高斯定理，该球体表面某点的电场强度大小为：E=Q/(4πεR^2)=1×10^-6/(4×3.14×8.85×10^-12×0.1^2)=1.8×10^5N/C5.虚拟，电场强度的大小，垂直解析：电场线是虚拟的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小。电场线与等势面处处垂直。6.4.425×10^-10F解析：根据平行板电容器的电容公式，该电容器的电容大小为：C=εS/d=2.5×8.85×10^-12×100×10^-4/0.5×10^-2=4.425×10^-10F7.正，负，增加解析：电容器充电过程中，电流从正极板流出，通过电源回到负极板，极板电荷量逐渐增加。8.0.05m解析：根据匀速圆周运动的半径公式，该粒子做圆周运动的半径为：r=mv0/Bq=9.1×10^-31×10^6/0.1×1.6×10^-19=0.05m9.左手定则，电流强度，长度，磁感应强度解析：安培力是磁场对载流导线的作用力，其方向可以用左手定则判断。安培力的大小与导线中的电流强度、导线长度及磁感应强度成正比。10.穿过回路的磁通量变化率的负值，0.5V解析：根据法拉第电磁感应定律，闭合回路中产生的感应电动势大小等于穿过回路的磁通量变化率的负值，即ε=-dΦ/dt。若穿过一个回路的磁通量在1s内均匀变化了0.5Wb，则该回路产生的感应电动势大小为0.5V。三、判断题1.错误解析：电场强度是描述电场力性质的物理量，其大小等于放入电场中某点的试探电荷所受电场力的比值，而不是大小。2.错误解析：电场线是虚拟的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，并不是真实存在的。3.错误解析：电势是标量，其单位是伏特（V），与电场力做功的比值相关，而不是直接相关。4.正确解析：电势能是描述电荷在电场中具有的势能，其大小等于电荷量与电势的乘积。5.错误解析：电场中某点的电场强度与放入该点的电荷量无关，仅由电场源电荷决定。6.正确解析：根据高斯定理，均匀带电球体表面某点的电场强度大小为E=Q/(4πεR^2)。7.正确解析：电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，不能形成闭合曲线。8.正确解析：电场线与等势面处处垂直。9.正确解析：安培力是磁场对载流导线的作用力，其方向可以用左手定则判断。10.正确解析：根据法拉第电磁感应定律，闭合回路中产生的感应电动势大小等于穿过回路的磁通量变化率的负值，即ε=-dΦ/dt。四、简答题1.库仑定律的内容是：真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。适用条件是：真空中的点电荷。2.电场强度的定义是：电场中某点的电场强度等于放入该点的试探电荷所受电场力的大小与试探电荷电量的比值。国际单位制单位是伏特/米（V/m）。3.电势的定义是：电场中某点的电势等于放入该点的单位正电荷所具有的电势能。国际单位制单位是伏特（V）。4.电场线的性质是：电场线是虚拟的曲线，其疏密程度表示电场强度的大小，电场线总是从正电荷出发，到负电荷终止，不能形成闭合曲线，电场线与等势面处处垂直。5.平行板电容器的电容公式是：C=εS/d，其中ε是介电常数，S是极板面积，d是极板间距。电容大小与介电常数成正比，与极板面积成正比，与极板间距成反比。6.电容器充放电过程中的能量转化关系是：电容器充电过程中，电能转化为电场能；电容器放电过程中，电场能转化为电能。7.安培力的方向判断方法是：用左手定则判断，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从手心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向。安培力的大小与导线中的电流强度、导线长度及磁感应强度成正比。8.法拉第电磁感应定律的内容是：闭合回路中产生的感应电动势的大小，等于穿过回路的磁通量变化率的负值，即ε=-dΦ/dt。物理意义是：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势。五、应用题1.解：根据库仑定律，Q1和Q2在Q1左侧10cm处产生的电场强度大小分别为：E1=kQ1/(r1^2)=9×10^9×4×10^-6/(0.1^2)=3.6×10^5N/C，方向向左E2=kQ2/(r2^2)=9×10^9×2×10^-6/(0.2^2)=4.5×10^4N/C，方向向右由于E1和E2方向相反，所以合电场强度大小为：E=E1-E2=3.6×10^5-4.5×10^4=3.15×10^5N/C，方向向左2.