2025年大学物理电磁学试题解析与2025年物理实验报告写作卷.docxVIP

2025年大学物理电磁学试题解析与2025年物理实验报告写作卷

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题3分，共15分。请将答案填在答题纸上对应位置）

1.真空中一无限长直细导线通有电流I，其附近有一矩形线圈与之共面，线圈两边分别平行于导线。当线圈以以下哪种方式运动时，线圈中一定产生感应电流？

A.线圈沿平行于导线的方向远离导线

B.线圈沿垂直于导线且垂直于线圈平面的方向远离导线

C.线圈绕着平行于导线的轴转动

D.线圈沿对角线方向远离导线

2.关于电场的下列说法，正确的是？

A.电场是物质的一种特殊形态，它客观存在

B.电场线是真实存在的曲线，沿电场线方向电势一定降低

C.导体在静电平衡时，内部电场强度处处为零，表面电场线一定垂直于表面

D.高斯定律说明通过任意封闭曲面的电通量只与曲面内的电荷有关，与曲面形状无关

3.一平行板电容器，两极板间距为d，极板面积为S。若在两极板间平行地插入一块厚度为d/2、介电常数为ε、面积也为S的均匀电介质板，则此时电容器的电容与原来的比值（C/C）为？

A.ε

B.2ε

C.ε/2

D.ε+1

4.一长直螺线管，单位长度匝数为n，通有变化的电流I(t)，其内部产生感生磁场。若将一矩形导线框放置在螺线管内部，且其平面与螺线管轴线垂直，则以下说法正确的是？

A.无论电流如何变化，线框中都不产生感应电动势

B.线框中产生的感应电动势大小为nLI(t)/2，方向取决于I(t)是增加还是减少

C.线框中产生的感应电流方向始终与螺线管中电流方向相同

D.线框只有一部分导体切割感生磁场线时才会产生感应电动势

5.自感系数L表示的是？

A.线圈中通过单位电流时产生的磁通量

B.线圈中电流变化单位速率时产生的感应电动势

C.线圈储存单位磁能时所具有的电流

D.线圈通过单位磁通量时产生的感应电动势

二、填空题（每小题4分，共20分。请将答案填在答题纸上对应位置）

1.一质点在xy平面内运动，其位矢随时间t变化的规律为r(t)=i(3t^2)+j(5-2t)。则该质点在t=1s时的速度大小为______m/s，加速度方向沿______轴（填x或y）。

2.将一个电量为+Q的点电荷置于边长为a的正立方体的中心，则通过该立方体其中一个面的电通量大小为______。

3.一无限长直圆柱形导体，半径为R，通有沿轴线均匀分布的电流I。在距离轴线r(rR)处，导体内产生的磁场强度大小H=______；在距离轴线r(rR)处，导体内产生的磁场强度大小H=______。

4.一个电容器由两平行金属板构成，板间为真空，板面积为S，板间距为d。若将一块厚度为d/2的介电常数为ε的均匀电介质平行插入电容器中（充满电容器的另一半空间），则该电容器的电容表达式为C=______。

5.在麦克斯韦方程组中，描述变化电场激发磁场的是______方程；描述变化磁场激发电场的是______方程。

三、计算题（共35分）

1.（10分）真空中有一半径为R的均匀带电球面，总电量为+Q。求球面外距离球心为r(rR)处一点P的场强E大小，并说明方向。

2.（10分）一根无限长直导线通有电流I，导线旁边放有一个与其共面的矩形导线框abcd，其中ab边长为L1，ad边长为L2，ad边与导线平行，且矩形框的一角a距离导线为d。求：（1）穿过矩形线框的磁通量ΦB；（2）若矩形线框以速度v向右平移，求线框中的感应电动势ε。

3.（15分）一平行板电容器，极板面积为S，极板间距为d，其间充满介电常数为ε的均匀电介质。现给电容器充电至两极板间电压为U0，然后断开电源。求：（1）电容器储存的电能W电；（2）若将电介质从电容器中取出（假设过程极快，电荷量Q不变），此时两极板间的电压U变为多少？电容器储存的电能W电变为多少？

四、实验报告写作（共30分）

请根据以下实验情景，完成一个简要的物理实验报告的撰写。

实验名称：简易万用表直流电压档的原理分析与验证

实验目的：

1.理解简易万用表直流电压档的基本工作原理。

2.掌握电压表内阻的概念及其对测量结果的影响。

3.学习使用万用表测量直流电压的方法。

实验原理：

简易万用表直流电压档通常由表头（内阻为Rg，满偏电流为Ig）和串联的分压电阻（Rv）构成。当接入被测电压Ux时，电路中的电流I=Ux/(Rg+Rv)。