2025年大学物理学（电磁学基础）试题及答案.doc

2025年大学物理学（电磁学基础）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. 关于静电场中的电场线，下列说法正确的是（ ）
A. 电场线是真实存在的
B. 电场线可以相交
C. 沿电场线方向，电场强度一定减小
D. 沿电场线方向，电势一定降低
答案：D

2. 一个点电荷q位于高斯面中心处，若将另一点电荷Q从无穷远处移到高斯面外附近，则通过高斯面的电通量（ ）
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 无法确定
答案：C

3. 一平行板电容器，充电后与电源断开，然后将两极板间距离增大，则两极板间的电场强度E和电容C的变化情况是（ ）
A. E增大，C增大
B. E减小，C减小
C. E不变，C减小
D. E不变，C增大
答案：C

4. 真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F。如果保持它们之间的距离不变，将其中一个点电荷的电荷量增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为（ ）
A. F/2
B. F
C. 2F
D. 4F
答案：C

5. 关于电场强度和电势，下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度为零的地方，电势一定为零
B. 电势为零的地方，电场强度一定为零
C. 电场强度相同的地方，电势一定相等
D. 沿电场强度方向，电势逐渐降低
答案：D

6. 一个电子在电场中由A点运动到B点，电场力做功W，电子的电势能变化情况是（ ）
A. 增加W
B. 减少W
C. 增加eW
D. 减少eW
答案：B

7. 有一均匀电场，电场强度为E，方向沿x轴正方向，在x轴上有两点A（x1）和B（x2），则A、B两点间的电势差UAB为（ ）
A. E(x2 - x1)
B. E(x1 - x2)
C. E(x2 + x1)
D. -E(x2 - x1)
答案：A

8. 一长直导线通有电流I，在其周围某点产生的磁感应强度大小为B。若将该电流增大为2I，则该点的磁感应强度大小变为（ ）
A. B/2
B. B
C. 2B
D. 4B
答案：C

9. 关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）
A. 磁场是真实存在的
B. 磁感线是真实存在的
C. 磁感线总是从N极出发，回到S极
D. 磁场中某点的磁感应强度方向与该点磁感线方向相反
答案：A

10. 一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈中会产生感应电流，关于感应电流产生的条件，下列说法正确的是（ ）
A. 只要磁场变化，线圈中就一定有感应电流
B. 只要线圈在磁场中运动，线圈中就一定有感应电流
C. 穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
D. 线圈的面积发生变化，线圈中就一定有感应电流
答案：C

第II卷（非选择题 共70分）

11. （10分）
在真空中有两个点电荷，电荷量分别为q1 = 2×10^-6 C，q2 = -3×10^-6 C，它们相距r = 0.1 m。求：
（1）它们之间的静电力大小；
（2）若将q1和q2接触后再放回原处，它们之间的静电力大小。

12. （10分）
如图所示，一平行板电容器，极板面积为S，极板间距离为d，中间充满相对电容率为εr的电介质。已知电容器充电后两极板间电压为U，求：
（1）电容器的电容C；
（2）电容器极板上的电荷量Q；
（3）电介质中的电场强度E。

13. （15分）
有一均匀磁场，磁感应强度B = 0.5 T，方向垂直纸面向里。一长为L = 0.2 m的直导线ab，通有电流I = 2 A，导线与磁场方向垂直。求：
（1）导线ab所受的安培力大小和方向；
（2）若将导线ab绕其一端a点在纸面内旋转90°，使导线与磁场方向平行，此时导线ab所受的安培力大小和方向。

14. （1
材料：如图所示，在匀强磁场中，有一矩形线圈abcd，边长分别为L1和L2，线圈平面与磁场方向垂直。已知磁感应强度为B，线圈绕其对称轴OO'以角速度ω匀速转动。
问题：求线圈中感应电动势的最大值。

15. （20分）
材料：如图所示，有一螺线管，匝数为N，长度为l，半径为r，通有电流I。
问题：
（1）求螺线管内部的磁感应强度大小；
（2）若在螺线管内插入一根铁芯，铁芯的相对磁导率为μr，求此时螺线管内部的磁感应强度大小。

答案：
11. （1）根据库仑定律F = kq1q2/r²，k = 9×10^9 N·m²/C²，可得F = 9×10^9×(2×10^-6)×(3×10^-6)/(0.1)² = 5.4 N。
（2）q1和q2接触后，先中和再平分，电荷量都变为q = (2×10^-6 - 3×10^-6)/2 = -0.5×10^-6 C，此时静电力F' = 9×10^9×(0.5×10^-6)×(0.5×10^-6)/(0.1)² = 2.25×10^-3 N。
12. （1）C = εrε0S/d = εr×8.85×10^-12×S/d。
（2）Q = CU = εr×8.85×10^-12×S/d×U。
（3）E = U/d。
13. （1）F = BIL = 0.5×2×0.2 = 0.2 N，根据左手定则，安培力方向垂直导线向下。
（2）此时导线与磁场方向平行，安培力F' = 0。
14. 感应电动势最大值Em = NBSω，其中S = L1L2，所以Em = NBL1L2ω。
15. （1）B = μ0NI/l。
（2）B' = μrμ0NI/l。