2025年高二物理下學期電磁學知識競賽決賽試題一、單項選擇題（每小題4分，共24分）關(guān)于電場強度與電勢的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.電場強度為零的點，電勢一定為零B.電勢為零的點，電場強度一定為零C.沿電場線方向，電勢一定降低，但電場強度不一定減小D.電場強度相同的區(qū)域，電勢一定處處相等兩根長度相同、橫截面積不同的同種金屬導線，串聯(lián)后接入電路中，下列說法正確的是（）A.橫截面積大的導線電阻小，電流大B.橫截面積小的導線電阻大，兩端電壓高C.兩導線中自由電子的定向移動速率相同D.兩導線消耗的電功率與電阻成反比如圖所示，半徑為R的圓形線圈中通有恒定電流I，線圈平面與勻強磁場B垂直，線圈可繞直徑OO'自由轉(zhuǎn)動。當線圈轉(zhuǎn)過θ角（θ<90°）時，線圈所受磁力矩的大小為（）A.BISsinθB.BIScosθC.BIStanθD.BIS平行板電容器充電后與電源斷開，若將兩極板間距增大，則（）A.電容增大，極板間電壓增大B.電容減小，極板帶電量減小C.電容減小，極板間電場強度不變D.電容增大，極板間電場強度減小一帶電粒子在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動，若磁感應(yīng)強度突然增大為原來的2倍，粒子的軌道半徑和周期變化情況是（）A.半徑變?yōu)樵瓉淼?/2，周期變?yōu)樵瓉淼?/2B.半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，周期變?yōu)樵瓉淼?/2C.半徑變?yōu)樵瓉淼?/2，周期變?yōu)樵瓉淼?倍D.半徑和周期均不變某理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，原線圈接在u=220√2sin100πt（V）的交流電源上，副線圈接一個“22V44W”的燈泡，下列說法正確的是（）A.燈泡能正常發(fā)光，原線圈電流為2AB.燈泡能正常發(fā)光，原線圈電流為0.2AC.若副線圈再并聯(lián)一個相同燈泡，原線圈輸入功率變?yōu)?8WD.若副線圈再串聯(lián)一個相同燈泡，原線圈輸入電壓變?yōu)?10V二、多項選擇題（每小題5分，共20分，選對但不全得3分，有錯選得0分）關(guān)于靜電場中的電勢能，下列說法正確的有（）A.電荷在電場中某點的電勢能，等于把它從該點移到零勢能位置靜電力做的功B.正電荷在電勢高的地方電勢能大，負電荷在電勢高的地方電勢能小C.電場力對電荷做正功，電荷的電勢能一定減小D.電荷在同一點的電勢能與零勢能參考點的選取無關(guān)如圖所示，光滑水平面上有兩根平行金屬導軌，導軌間距為L，左端接有電阻R，導軌平面內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場B。一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒垂直導軌放置，在水平拉力F作用下以速度v勻速向右運動，不計導軌電阻。下列說法正確的有（）A.金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為BLvB.通過電阻R的電流方向為從a到bC.拉力F的大小為B2L2v/(R+r)D.電阻R消耗的電功率為(BLv)2/R關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的有（）A.穿過閉合回路的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大B.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化C.閉合回路在勻強磁場中運動，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流D.線圈中磁通量為零時，感應(yīng)電動勢可能不為零某同學設(shè)計了一個簡易電動機模型，用漆包線繞成矩形線圈，兩端各引出一段導線作為轉(zhuǎn)軸，將線圈放在U形磁鐵兩極間，轉(zhuǎn)軸兩端架在支架上。為使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動，下列措施可行的有（）A.將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周B.在線圈兩端串聯(lián)一個二極管C.增大線圈中的電流D.減小磁鐵的磁性三、填空題（每小題4分，共16分）電荷量為q=2×10??C的點電荷，在電場中某點受到的電場力F=4×10??N，該點的電場強度大小為______N/C；若將該點電荷換成q'=-4×10??C的點電荷，該點的電場強度大小為______N/C。一根粗細均勻的銅導線，電阻為10Ω，現(xiàn)將其均勻拉長到原來的2倍，拉長后導線的電阻為______Ω；若將原導線對折后使用，對折后電阻為______Ω。如圖所示，長為L的直導線通有電流I，在導線延長線上距端點為d處的P點，磁感應(yīng)強度大小為______（已知真空磁導率為μ?）；若將導線彎成半徑為R的圓形線圈（L=2πR），線圈中心的磁感應(yīng)強度大小為______。某交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢瞬時值表達式為e=311sin100πt（V），則電動勢的有效值為______V，周期為______s，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為______rad/s。四、計算題（共40分）（10分）如圖所示，在真空中有兩個點電荷Q?=+4×10??C和Q?=-1×10??C，相距r=0.3m。求：（1）兩點電荷連線上電場強度為零的位置；（2）該位置處的電勢（取無窮遠處電勢為零）。（12分）如圖所示，水平放置的平行金屬板A、B間距為d=0.2m，板長L=0.4m，兩板間加有豎直向下的勻強電場，電場強度E=5×103N/C。一帶正電粒子以v?=2×10?m/s的水平速度從兩板中央射入，粒子質(zhì)量m=1×10?1?kg，電荷量q=2×10?1?C，不計重力。求：（1）粒子在電場中的運動時間；（2）粒子離開電場時的豎直偏移量；（3）粒子離開電場時的速度大小和方向。（18分）如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面成θ=30°角放置，導軌間距L=0.5m，電阻不計。導軌上端接有電阻R=2Ω，下端接有電動勢E=6V、內(nèi)阻r=1Ω的電源。整個裝置處于垂直導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1T。一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R?=1Ω的金屬棒ab垂直導軌放置，與導軌接觸良好。現(xiàn)閉合開關(guān)S，金屬棒由靜止開始運動。求：（1）開關(guān)閉合瞬間，金屬棒ab所受的安培力大小和方向；（2）金屬棒ab的最大速度；（3）金屬棒達到最大速度時，電阻R消耗的電功率；（4）從開關(guān)閉合到金屬棒達到最大速度的過程中，通過電阻R的電荷量為0.5C，求此過程中金屬棒上升的高度。（重力加速度g=10m/s2）五、實驗題（共20分）（10分）某同學用伏安法測量未知電阻Rx的阻值，實驗室提供的器材有：電源（電動勢3V，內(nèi)阻不計）電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）滑動變阻器（0~20Ω，額定電流1A）開關(guān)、導線若干（1）為減小實驗誤差，電流表應(yīng)采用______（填“內(nèi)接法”或“外接法”）；（2）在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖；（3）某次測量中，電壓表示數(shù)為2.4V，電流表示數(shù)為0.3A，Rx的測量值為______Ω；若考慮電表內(nèi)阻影響，測量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真實值。（10分）用如圖所示裝置探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，實驗步驟如下：①將線圈A插入線圈B中，閉合開關(guān)S，記錄電流計指針偏轉(zhuǎn)方向；②斷開開關(guān)S，記錄電流計指針偏轉(zhuǎn)方向；③保持開關(guān)S閉合，將線圈A從線圈B中拔出，記錄電流計指針偏轉(zhuǎn)方向；④保持開關(guān)S閉合，將線圈A中的鐵芯抽出，記錄電流計指針偏轉(zhuǎn)方向。（1）步驟①中，電流計指針偏轉(zhuǎn)的原因是______；（2）步驟①和②中，電流計指針偏轉(zhuǎn)方向______（填“相同”或“相反”）；（3）該實驗可得出的結(jié)論是：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時，回路中會產(chǎn)生______，其方向遵循______定律。六、綜合應(yīng)用題（共20分）（20分）如圖所示，在xOy坐標系中，第一象限內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場，電場強度E=2×103N/C；第四象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.5