电磁学知识点题库

当带电云层接近地面时，地面上的物体受其影响会产生异种电荷，为了避免遭受雷击，在高大的建筑物上安装尖端导体——避雷针。如图为带电云层和避雷针之间电场线的分布示意图，A、B是电场线上的两点，其场强为E_A、E_B ，电势为φ_A、φ_B ，则以下说法正确的是（）

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A . E_A＞E_Bφ_A＜φ_B B . E_A＜E_Bφ_A＞φ_B C . E_A＞E_Bφ_A＞φ_B D . E_A＜E_Bφ_A＜φ_B

对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器．它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测．由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为( )

A . 铜 B . 合金 C . 半导体 D . 绝缘体

如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面。环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为 $\text{[math]}$ 的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时BA两端的电压为（　　）

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A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . Bav

如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，那么（　　）

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A . P向下滑动时，V的示数变大 B . P向下滑动时，A₁的示数变大、A₂的示数变小 C . P向上滑动时，R₁消耗的功率变大 D . P向上滑动时，R₂消耗的功率变大

如图所示，交流发电机通过电阻不计的导线为右侧电路供电，变压器为理想变压器。下列说法正确的是（）

A . 如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变，则V₁示数增大、A₁示数增大 B . 如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变，则V₁示数减小、A₁示数减小 C . 如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变，则V₂示数减小、A₂示数减小 D . 如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变，则V₂示数增大、A₂示数增大

一台收音机的接收频率范围从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 。设这台收音机能接收的相应波长范围从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ ，调谐电容器的相应电容变化范围从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 。那么波长 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之比为多少？电容 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之比为多少？

粒子物理中标准模型理论认为：中子由三个夸克组成，一个上夸克（u）、两个下夸克（d）如图中等边三角形所示。已知：下夸克带负电，电荷量为 $\text{[math]}$ ，e为元电荷1.6×10^-19C，夸克间距离为L=0.8×10^-15m，静电力常量k=9.0×10⁹N·m²/C² ，夸克可视为点电荷。求：

（1）上夸克所带电荷性质以及电荷量；
（2）两个下夸克间的库仑力大小；
（3）两个下夸克在上夸克处形成的场强大小。

平行金属板带等量异种电荷，过两板中心O点（原点）作两极的轴线 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 垂直于 $\text{[math]}$ 轴，且 $\text{[math]}$ 。金属板间的电场强度为 $\text{[math]}$ 、电势为 $\text{[math]}$ 、电势差为 $\text{[math]}$ 、电子在电场中电势能为 $\text{[math]}$ ，考虑板的边缘效应，则（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图所示，质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ 的带正电微粒（重力忽略不计）。从静止开始经 $\text{[math]}$ 电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，金属板长 $\text{[math]}$ ，两板间距 $\text{[math]}$ 。经过偏转电场后立即进入垂直于纸面的匀强磁场区域。求：

（1）微粒进入偏转电场时的速度 $\text{[math]}$ ；
（2）若微粒射出偏转电场的偏转角度为 $\text{[math]}$ ，两金属板间的电压 $\text{[math]}$ ；
（3）若该匀强磁场的宽度为 $\text{[math]}$ ，为使微粒从磁场右边射出，匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 的取值范围？

反天刀鱼是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布若电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，反天刀鱼周围的电场线分布如图所示，A、B、C均为电场中的点，下列说法正确的是（）

A . 反天刀鱼周围的电场类似于等量同种点电荷形成的电场 B . A点的电场强度大于B点的电场强度 C . 试探电荷在A点受到的电场力方向一定水平向右 D . C点的电势小于A点的电势

2021年1月13日，我国自主研发的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车在四川成都下线，全车为全碳纤维轻量化车体，时速可达620千米/小时。下列说法中不正确的是（）

A . 磁悬浮列车通过同名磁极相互排斥将车体托举起来 B . 列车以电能为动力来源，电能属于二次能源 C . 行驶的列车带正电荷是因失去电子而造成的 D . 发热体用超导材料来制造产生的热量会更多

质子和a粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径分别为R₁和R₂ ，周期分别为T₁和T₂ ，则下列选项正确的是( )

A . R₁：R₂=1：2 T₁：T₂=1：2 B . R₁：R₂=1：1 T₁：T₂=1：1 C . R₁：R₂=1：1 T₁：T₂=1：2 D . R₁：R₂=1：2 T₁：T₂=1：1

某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为3V，内阻约为10Ω。现有如下实验器材：

A．电压表V（0~15V，内阻约为3kΩ）

B．电流表A（0~2mA， $\text{[math]}$ ）

C．定值电阻 $\text{[math]}$

D．电阻箱 $\text{[math]}$ （0~999Ω）

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （0~2000Ω）

F．待测电池组

G．电键S、导线若干

（1）为完成实验该小组选用不同器材设计了如下四种实验电路，为使测量结果尽量准确，应选用电路。
（2）选用合适的电路后，连接好电路进行实验，多次测量，记录各仪器的读数，根据记录数据做出的图像如图所示，但忘记标注纵坐标，请你补充完整，此纵坐标应为（填I、U、 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ）。
（3）若该图像的斜率为k，纵轴截距为b，结合所选仪器和电路可知该电池组的电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ 。（用题中的相应符号表示）

如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：

（1）灯泡正常发光时，通过金属棒MN的电流I；
（2）磁感应强度B的大小。

如图所示，正方形abcd的四个顶点处分别有垂直于正方形平面的无限长直导线，导线中通有方向向里的恒定电流，O点是正方形abcd的中心；若a、b、c、d四处导线中的电流分别为I、2I、3I、4I，当正方形所在空间加一磁感应强度为B₀的匀强磁场后，O点的磁感应强度为0。已知通电无限长直导线在其周围某一点产生的磁场磁感应强度B的大小与电流成正比，与该点到长直导线的距离成反比若撤除长直导线d，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ ，方向由O指向a B . $\text{[math]}$ ，方向由O指向c C . $\text{[math]}$ ，方向由O指向a D . $\text{[math]}$ ，方向由O指向c

如图所示，对竖直放置相距2R的平行金属板AB、CD间存在匀强电场以及半径为R的圆形匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，圆形磁场边界恰好与两板内侧和下端AC连线相切。一带正电粒子沿板间中心线O₁O₂从O₁点以某一初速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从CD板上端边缘飞出，在两板间运动时间为t₀。若仅撤去磁场，粒子仍从O₁点以相同速度射入，经 $\text{[math]}$ 时间打到CD板上。不计粒子重力，求：

（1）金属板长度及粒子射入的初速度；
（2）两板间的电压；
（3）若保持磁场不变，撤去电场，粒子仍沿中心线O₁O₂从O₁点射入，欲使粒子从AO₁间飞出，射入的速度应满足什么条件。

如图所示，有一长为L的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球能在竖直面内做完整的圆周运动，已知水平地面上的C点位于O点正下方，A是圆周最高点，B是圆周最低点，AC两点的距离为3L，设细线能承受最大拉力是F_m ，不计空气阻力，重力加速度为g。

（1）求小球恰好通过最高点A时的速度大小 $\text{[math]}$ ；
（2）若要求细线不被拉断，求小球在B点的最大速度不得超过多少；
（3）若小球通过A点时，细线恰好被拉断，求小球落地点到C点的距离。

2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率、输电线电阻不变的情况下，仅将原来的150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是（）

A . 输电线中的电流变大 B . 输电线上损失的电压变大 C . 输电线上损失的功率变小 D . 用户得到的电功率变小

如图所示，间距为 $\text{[math]}$ 的两条平行光滑竖直金属导轨 $\text{[math]}$ 足够长，底部Q、N之间连接阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 、足够大的匀强磁场与导轨平面垂直。质量为 $\text{[math]}$ 、电阻值为 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 放在导轨上，且始终与导轨接触良好。导轨的上端点P、M分别与横截面积为 $\text{[math]}$ 的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场 $\text{[math]}$ 平行。开关 $\text{[math]}$ 闭合后，金属棒 $\text{[math]}$ 恰能保持静止。取重力加速度 $\text{[math]}$ ，其余部分的电阻不计。则（）

A . 匀强磁场 $\text{[math]}$ 的磁感应强度均匀减小 B . 金属棒 $\text{[math]}$ 中的电流为 $\text{[math]}$ C . 匀强磁场 $\text{[math]}$ 的磁感应强度的变化率为 $\text{[math]}$ D . 断开 $\text{[math]}$ 之后，金属棒 $\text{[math]}$ 下滑的最大速度为 $\text{[math]}$

一质量为m的带电小球以速度 $\text{[math]}$ 沿竖直方向从A点垂直进入电场强度大小为E。方向水平向右的匀强电场中，如图所示。经过一段时间后到达B点，其速度变为水平方向，大小仍为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g，求：

（1）小球带正电还是负电，电量q是多少：
（2）小球由A到B电势能的变化量 $\text{[math]}$ ；
（3）小球速度的最小值。

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