1、电磁学经典练习题与答案高中物理电磁学练习题一、在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确 1如图3-1所示，有一金属箔验电器，起初金属箔闭合，当带正电的棒靠近验电器上部的金属板时，金属箔开在这个状态下，用手指接触验电器的金属板，金属箔闭合，问当手指从金属板上离开，然后使棒也远离验电器，金属箔的状态如何变化?从图3-1的四个选项中选取一个正确的答案图3-1 图图图图 2下列关于静电场的说法中正确的是 在点电荷形成的电场中没有场强相等的两点，但有电势相等的两点 正电荷只在电场力作用下，一定从高电势向低电势运动 场强为零处，电势不一定为零；电势为零处，场强不一定为零
2、初速为零的正电荷在电场力作用下不一定沿电场线运动 3在静电场中，带电量大小为的带电粒子（不计重力），仅在电场力的作用下，先后飞过相距为的、两点，动能增加了，则 点的电势一定高于点的电势 带电粒子的电势能一定减少 电场强度一定等于 、两点间的电势差大小一定等于 4将原来相距较近的两个带同种电荷的小球同时由静止释放（小球放在光滑绝缘的水平面上），它们仅在相互间库仑力作用下运动的过程中 它们的相互作用力不断减少 它们的加速度之比不断减小 它们的动量之和不断增加 它们的动能之和不断增加 5如图3-2所示，两个正、负点电荷，在库仑力作用下，它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，以下说确的是图3-2
3、 它们所需要的向心力不相等 它们做圆周运动的角速度相等 它们的线速度与其质量成反比 它们的运动半径与电荷量成反比 6如图3-3所示，水平固定的小圆盘，带电量为，电势为零，从盘心处由静止释放一质量为，带电量为的小球，由于电场的作用，小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的点，又知道过竖直线上的点时，小球速度最大，由此可知在所形成的电场中，可以确定的物理量是图3-3 点场强点场强 点电势点电势 7如图3-4所示，带电体固定，带电体的带电量为，质量为，与绝缘的水平桌面间的动摩擦因数为，将在点由静止放开，则在的排斥下运动到点停下，、相距为，下列说确的是图3-4 将从点由静止拉到点，水平拉力最少做功2 将
4、从点由静止拉到点，水平拉力做功 从点运动到点，电势能增加 从点运动到点，电势能减少 8如图3-5所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为、电量为，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为图3-5 小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切为 若剪断悬线，则小球做曲线运动 若剪断悬线，则小球做匀速运动 若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动 9将一个6、6的小灯甲连接在阻不能忽略的电源上，小灯恰好正常发光，现改将一个6、3的小灯乙连接到同电源上，则 小灯乙可能正常发光 小灯乙可能因电压过高而烧毁 小灯乙可能因电压较低而不能正常发光 小灯乙一定正常发光 10用三个电动势均为15、阻均为05的相同电池
5、串联起来作电源，向三个阻值都是1的用电器供电，要想获得最大的输出功率，在如图3-6所示电路中应选择的电路是图3-6 11如图3-10所示的电路中，、为阻值固定的电阻，为可变电阻，为阻可忽略的电流表，为阻很大的电压表，电源的电动势为，阻为当的滑动触头向端移动时图3-10 电压表的读数变小 电压表的读数变大 电流表的读数变小 电流表的读数变大 12如图3-11所示的电路中，滑动变阻器的滑片从滑向的过程中，3只理想电压表的示数变化的绝对值分别为、，下列各值可能出现的是图3-11 3、2、1 1、3、2 05、1、15 02、1、08 13如图3-12甲所示电路中，电流表与阻相同，与串联，当电路两端接
6、在电压恒定的电源上时，示数为3，的示数为2；现将改为与串联，如图3-12乙所示，再接在原来的电源上，那么图3-12 的示数必增大，的示数必减小 的示数必增大，的示数必增大 的示数必减小，的示数必增大 的示数必减小，的示数必减小 14如图3-13所示为白炽灯（规格为“220，100”）、（规格为“220，60”）的伏安特性曲线（-图象），则根据该曲线可确定将、两灯串联在220的电源上时，两灯的实际功率之比大约为图3-13 12355313 15如图3-14所示的电路中，当的滑动触头移动时图3-14 上电流的变化量大于上电流的变化量 上电流的变化量小于上电流的变化量 上电压的变化量大于路端电压的变
7、化量 上电压的变化量小于路端电压的变化量 16电饭锅工作时有两种状态：一种是锅水烧干前的加热状态，另一种是锅水烧干后保温状态，如图3-15所示是电饭锅电路原理示意图，是用感温材料制造的开关下列说法中正确的是图3-15 其中是供加热用的电阻丝 当开关接通时电饭锅为加热状态，断开时为保温状态 要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，应为21 要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，应为（1）1 17如图3-16所示为理想变压器，电源电压不变，当变阻器的滑动头向上移动时，读数发生变化的电表是图3-16 18如图3-17甲所示，两节同样的电池（电阻不计）与滑线变阻器组成分压电路和理想变压器原线圈连
8、接，通过改变滑动触头的位置，可以在变压器副线圈两端得到图3-17乙中哪些电压?图3-17 19如图3-18所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈的电阻可以忽略下列说确的是图3-18 合上开关接通电路时，先亮，后亮，最后一样亮 合上开关接通电路时，和始终一样亮 断开开关切断电路时，立刻熄灭，过一会儿才熄灭 断开开关切断电路时，和都要过一会儿才熄灭 20如图3-19所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯炮、和，输电线的等效电阻为，原线圈接有一个理想的电流表开始时，开关接通，当断开时，以下说法中正确的是图3-19 原线圈两端、间的输入电压减小 等效电阻上消耗的功率变大 原线圈中电流表示数增大
9、 灯炮和变亮 21如图3-20所示是一个理想变压器，、分别为理想的交流电流表，、分别为理想的交流电压表，、均为电阻，原线圈两端接电压一定的正弦交流电源，闭合开关，各交流电表的示数变化情况应是图3-20 读数变大读数变大 读数变小读数变小 22如图3-21所示电路中，电源电动势为，电阻为，、为定值电阻，为可变电阻，为电容器在可变电阻由较小逐渐变大的过程中图3-21 流过的电流方向是由到 电容器被充电 电容器的带电量在逐渐减少 电源部消耗的功率变大23如图3-22所示是一理想变压器的电路图，若初级回路、两点接交流电压时，四个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈匝数比为图3-22 41211331 2
10、4如图3-23所示，一个理想变压器的原、副线圈匝数之比为101，在原线圈上加220的正弦交变电压，则副线圈两端、间的最大电压为图3-23 2222零11 25如图3-24所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其它条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使图3-24 原线圈匝数增加 原线圈匝数增加 负载电阻的阻值增大 负载电阻的阻值减小 26如图3-26甲所示，闭合导体线框从高处自由下落，落入一个有界匀强磁场中，从边开始进入磁场到边即将进入磁场的这段时间里，在图3-26乙中表示线框运动过程中的感应电流-时间图象的可能是图326 27如图3
11、-28所示，是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，导体棒有电阻，可在边与边上无摩擦滑动，且接触良好，线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中，在由靠近边处向边匀速滑动的过程中，下列说确的是图3-28 矩形线框消耗的功率先减小后增大 棒中的电流强度先减小后增大 棒两端的电压先减小后增大 棒上拉力的功率先减小后增大 28一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在点，如图3-30所示以表示两板间的场强，表示电容器两板间的电压，表示正电荷在点的电势能若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示位置，则图3-30 变小，不变变大，变大 变小，不变不变，不变 29如图3-31所示
12、，有一固定的超导体圆环，在其右侧放着一条形磁铁，此时圆环中没有电流当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定的电流图3-31 此电流方向如图中箭头所示，磁铁移走后，电流很快消失 此电流方向如图中箭头所示，磁铁移走后，电流继续维持 此电流方向与图中箭头方向相反，磁铁移走后，电流很快消失 此电流方向与图中箭头方向相反，磁铁移走后，电流继续维持 30如图3-32所示的哪些情况中，、两点的电势相等，、两点的电场强度矢量也相等?图3-32 平行板电容器带电时，极板间除边缘以外的任意两点、 静电场中达到静电平衡时的导体部的任意两点、 离点电荷等距的任意两点、 两个等量异号电荷间连线的中垂
13、线上，与连线中点等距的两点、 31在图3-33中虚线所围的区域，存在电场强度为的匀强电场和磁感强度为的匀强磁场已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转设重力可以忽略不计，则在这区域中和的方向可能是图3-33 和都沿水平方向，并与电子运动方向相同 和都沿水平方向，并与电子运动方向相反 竖直向上，垂直纸面向外 竖直向上，垂直纸面向里 32在一根软铁棒上绕有一组线圈，、是线圈的两端，为中心抽头，把端和抽头分别接到两条平行金属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在平面并指向纸，如图3-35所示，金属棒在外力作用下以图示位置为平衡位置左右做简谐运动，运动过程中保持与导轨垂直，且两端与导轨始
14、终接触良好，下面的过程中、点的电势都比点的电势高的是图3-35 从平衡位置向左边运动的过程中 从左边向平衡位置运动的过程中 从平衡位置向右边运动的过程中 从右边向平衡位置运动的过程中 33质量为、电量为的带电粒子以速率垂直磁感线射入磁感强度为的匀强磁场中，在磁场力作用下做匀速圆周运动，带电粒子在圆周轨道上运动相当于一环形电流，则 环形电流的电流强度跟成正比 环形电流的电流强度跟成正比 环形电流的电流强度跟成正比 环形电流的电流强度跟成反比 34在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图3-36所示若小球运动
15、到点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说确的是图3-36 小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变 小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小 小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变 小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小 35如图3-37所示，竖直面放置的两条平行光滑导轨，电阻不计，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感强度05，导体棒、长度均为02，电阻均为01，重力均为01，现用力向上拉动导体棒，使之匀速上升（导体棒、与导轨接触良好），此时静止不动，则上升时，下列说确的是图3-37 受到的拉力大小为2 向上运动的速度为2 在2，拉力做功，有04的机械能转化为电能 在2，拉力做功为06 36
16、如图3-38所示，闭合矩形线圈与长直导线在同一平面，线圈的、两边与直导线平行，直导线中有逐渐增大、但方向不明的电流，则图3-38 可知道线圈中的感应电流方向 可知道线圈各边所受磁场力的方向 可知道整个线圈所受的磁场力的方向 无法判断线圈中的感应电流方向，也无法判断线圈所受磁场力的方向 37如图3-39甲所示，、表示真空中水平放置相距为的平行金属板，板长为，两板加电压后板间电场可视为匀强电场，现在、两极间加上如图3-39乙所示的周期性的交变电压，在4时，恰有一质量为、电量为的粒子在板间中央沿水平方向以速度射入电场，忽略粒子重力，下列关于粒子运动状态表述正确的是图3-39 粒子在垂直于板的方向的分
17、运动可能是往复运动 粒子在垂直于板的方向的分运动不可能是单向运动 粒子不可能沿与板平行的方向飞出 只要电压的周期和的值同时满足一定条件，粒子可以沿与板平行的方向飞出 38如图3-40甲所示，两块大平行金属板、之间的距离为，在两板间加上电压，并将板接地作为电势零点，现将正电荷逆着电场线方向由板移到板，若用表示称动过程中该正电荷到板的距离，则其电势能随变化的图线为图3-40乙中的图3-40 39如图3-41所示，用绝缘细丝线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐振动，则图3-41 当小球每次通过平衡位置时，动能相同 当小球每次通过平衡位置时，动量相同 当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同 撤消磁场
18、后，小球摆动周期不变 40如图3-42甲所示，直线右边区域宽度为的空间，存在磁感强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里由导线弯成的半径为（2）的圆环处在垂直于磁场的平面，且可绕环与的切点在该平面转动现让环以角速度顺时针转动图3-42乙是环从图示位置开始转过一周的过程中，感应电动势的瞬时值随时间变化的图象，正确的是图3-42 41空间某区域电场线分布如图3-43所示，带电小球（质量为，电量为）在点速度为，方向水平向右，至点速度为，与水平方向间夹角为，、间高度差为，以下判断正确的是图3-43 、两点间电势差（12）（12） 球由至，电场力的冲量为（） 球由至，电场力的功为（12）（12） 小球重力
19、在点的即时功率为 42如图3-44所示，一块金属导体和电源连接，处于垂直于金属平面的匀强磁场中，当接通电源、有电流流过金属导体时，下面说法中正确的是图3-44 导体受自左向右的安培力作用 导体部定向移动的自由电子受自右向左的洛伦兹力作用 在导体的、两侧存在电势差，且点电势低于点电势 在导体的、两侧存在电势差，且点电势高于点电势 43如图3-45所示，、是间距为的平行金属导轨，置于磁感强度为、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，、间接有一阻值为的电阻一根与导轨接触良好、阻值为2的金属导线垂直导轨放置，并以速度向右匀速滑动则图3-45 、两点间电压为 、两点间电压为3 、两点间电压为23 端电势
20、比端高 44如图3-46所示，1、2带等量正电荷，固定在绝缘平面上，在其连线上有一光滑的绝缘杆，杆上套一带正电的小球，杆所在的区域同时存在一个匀强磁场，方向如图，小球的重力不计现将小球从图示位置从静止释放，在小球运动过程中，下列说法中哪些是正确的图346 小球加速度将不断变化 小球速度将一直增大 小球所受洛伦兹力将一直增大 小球所受洛伦兹力大小变化，方向也变化 45一根金属棒放在倾斜的导轨上处于静止，如图3-47所示，若在垂直于导轨平面的方向加一个磁感强度均匀增大的匀强磁场，随着磁感强度的增大，金属棒在倾斜导轨上由静止变为运动，在这个过程中，关于导轨对金属棒的摩擦力的大小变化情况是图3-47
21、如果匀强磁场的方向垂直于导轨平面斜向下，则摩擦力一直减小 如果匀强磁场的方向垂直于导轨平面斜向下，则摩擦力先减小后增大 如果匀强磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，则摩擦力一直增大 如果匀强磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，则摩擦力先增大后减小 46如图3-48所示，一个质子和一个粒子垂直于磁场方向从同一点射入一个匀强磁场，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的，则它们在磁场中运动的过程中图3-48 磁场对它们的冲量为零 磁场对它们的冲量相等 磁场对质子的冲量是对粒子冲量的2倍 磁场对粒子的冲量是质子冲量的2倍 47如图3-49甲所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，其一部分处于方向垂直导轨所在平面且有上下水
22、平边界的匀强磁场中，一根金属杆成水平沿导轨滑下在与导轨和电阻组成的闭合电路中，其他电阻不计，当金属杆进入磁场区后，其运动的速度图象可能是图3-49乙中的图3-49二、解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位 1如图3-87所示的电路中，电源电动势24，阻不计，电容12，10，60，20，40，电流表的示数为零，此时电容器所带电量7210，求电阻的阻值?图3-87 2如图3-88中电路的各元件值为：10，20，300，电源电动势6，阻不计，单刀双掷开关开始时接通触点2，求：图3-88 （1）当开关从触点2改接触点1，且电路稳定后，电容所带电量 （2）若开关从触
23、点1改接触点2后，直至电流为零止，通过电阻的电量 3光滑水平面上放有如图3-89所示的用绝缘材料制成的形滑板（平面部分足够长），质量为4，距滑板的壁为距离的处放有一质量为，电量为的大小不计的小物体，物体与板面的摩擦不计，整个装置处于场强为的匀强电场中初始时刻，滑块与物体都静止，试问：图3-89 （1）释放小物体，第一次与滑板壁碰前物体的速度多大? （2）若物体与壁碰后相对水平面的速率为碰前速率的35，则物体在第二次跟壁碰撞之前，滑板相对于水平面的速度和物体相对于水平面的速度分别为多大? （3）物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做的功为多大?（设碰撞所经历时间极短） 4如图3-90所示，半径为
24、的金属球在匀强磁场中以恒定的速度沿与磁感强度垂直的方向运动，当达到稳定状态时，试求：图3-90 （1）球电场强度的大小和方向? （2）球上怎样的两点间电势差最大?最大电势差是多少? 5如图3-91所示，小车的质量2，置于光滑水平面上，初速度为14带正电荷02的可视为质点的物体，质量01，轻放在小车的右端，在、所在的空间存在着匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感强度05，物体与小车之间有摩擦力作用，设小车足够长，求图3-91 （1）物体的最大速度? （2）小车的最小速度? （3）在此过程中系统增加的能?（10） 6把一个有孔的带正电荷的塑料小球安在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在一根光滑的水平绝缘杆上，如图3-92所示，弹簧与小球绝缘，弹簧质量可不计，整个装置放在水平向右的匀强电场之中，试证明：小球离开平衡位置放开后，小球的运动为简谐运动（弹簧一直处在弹性限度）图3-92 7有一个长方体形的匀强磁场和匀强电场区域，它的截面为边长020的正方形，其电场强度为410，磁感强度2102，磁场方向垂直纸面向里，当一束质荷比为41010的正离子流以一定的速度从电磁场的正方形区域的边界中点射入如图3-93
