高中物理电磁学公式概念及试题（带答案）大全

高中物理电磁学公式概念及试题（带答案）大全电磁学物理概念规律名称公式备注库仑定律真空中: F=k介质中: F=kk=9.0×109 N·m2/C2ε为介电常数电场强度定义式：E=点电荷：E=匀强电场：E=q为检验电荷，Q为产生电场的点电荷电场力F=电场力的功W= 电场力做功跟电荷运动的路径无关电势差U= 为电场力做的功点电荷电势U= r为电介质中的点到点电荷Q的距离（取无穷远电势为零）电势能Δε= Δε为电势能的增量电容定义式：C=平行板电容器的电容：C=ε是介电常数，k是静电力常量串联电容并联电容C=电流I= 电量q=电阻定律R= 电阻率ρ=串联电阻R串=R1+R2+…+Rn 串联的总电阻值大于每一个分电阻值并联电阻①两个电阻并联：R并=②n个相同电阻（R）并联：R并=③并联的总阻值小于任一支路的阻值电动势ε= 内U外为路端电压，U内为内压，当外电路断开时：E=U外欧姆定律部分电路：I=U/R全电路：I=闭合电路的常用规律ε=ε=IR+Ir根据这三式，可以得到测定电源电动势和内阻的三种不同方法电功W=UIt=I2Rt= 对于非纯电阻电路：①计算电功只能用W=②计算电功率只能用P=③计算电热只能用Q=④W＞Q电功率P=UI=I2R=焦耳定律普遍式：Q=纯电阻电路中：Q=W=UIt=U2t/R=Pt磁感应强度B= L⊥B当B与S成θ角时:Φ=磁通量Φ=安培力F=ILB(B⊥L)或F= L是有效长度θ是B、L间的夹角洛伦兹力F= (v⊥B) 或F= θ为B、v间的夹角电磁力矩M=BIS（平面S平行磁感线时）S是线圈面积，对N匝线圈：M=NBIS法拉第电磁感应定律普适公式：ε=导体切割：E= （B、L、v三者相互垂直）N是线圈匝数，L是导体有效长度自感电动势ε= L是自感系数（自感或电感）感抗XL=容抗XC=交变电动势、电流最大值：εm=BSωIm=εm/R瞬时值：e= i= S为线圈面积，ω为角速度，R为全电路的总电阻（线框从中性面开始转动）正弦或余弦交流电的有效值Um= 为电路电压最大值理想变压器U1、U2、I2、I2与n1、n2分别为原、副线圈的电压、电流与匝数振荡电路周期频率周期：T=频率：f =L为线圈的自感C为电容器的电容电磁波波长λ= f为频率，c为波速，λ为波长1.如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点．现在在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2，则关于C、D两点的场强和电势，下列说法正确的是() A．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度不同，电势相同B．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同C．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均不相同D．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同2.如图所示，带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板M、N水平正对放置．两板间有一带电微粒以速度v0沿直线运动，当微粒运动到P点时，将M板迅速向上平移一小段距离，则此后微粒的可能运动情况是()A．沿轨迹④运动B．沿轨迹①运动C．沿轨迹②运动D．沿轨迹③运动3.真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离．下列说法中正确的是() A．A点的电势低于B点的电势新- 课-标- 第-一 -网B．A点的电场强度方向由A指向BC．A点的电场强度小于B点的电场强度D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功4．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成如图所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则()A．A点和B点的电势相同B．C点和D点的电场强度相同C．正电荷从A点移至B点，电场力做正功D．负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先增大后减小5．两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一个电量为2 C、质量为1 kg的小物块从C 点静止释放，其运动的v－t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是() A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝2 V/mB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C．由C到A的过程中，电势逐渐升高D．A、B两点电势差U AB＝－5 V6.如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q 在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动．设斜面足够长，则在Q向上运动过程中()A．物块Q的动能一直增大B．物块Q的电势能一直增大C．物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D．物块Q的机械能一直增大7 ．(单选))如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1和I 2，且I 1＞I 2；a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点且a 、b 、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b 、d 的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是( )A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点 8 ．(单选)()如图，通电导线MN 与单匝矩形线圈abcd 共面，位置靠近ab 且相互绝缘．当MN 中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向( )A ．向左B ．向右C ．垂直纸面向外D ．垂直纸面向里9 ．(单选))如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )A ．棒中的电流变大，θ角变大B ．两悬线等长变短，θ角变小C ．金属棒质量变大，θ角变大D ．磁感应强度变大，θ角变小二模拟题组 10(单选)如图所示，两平行光滑金属导轨MN 、PQ 间距为l ，与电动势为E 、内阻不计的电源相连．质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面的夹角为θ，回路其余电阻不计．为使ab 棒静止，需在空间施加一匀强磁场，其磁感应强度的最小值及方向分别为( )A.mgR El，水平向右B.mgR cos θEl ，垂直于回路平面向上C.mgR tan θEl ，竖直向下D.mgR sin θEl ，垂直于回路平面向下11 .(单选)(2014·衡阳模拟)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放一金属棒MN.现从t＝0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于金属棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是() 电磁学物理概念规律名称公式备注库仑定律真空中: F=k介质中: F=kk=9.0×109 N·m2/C2ε为介电常数电场强度定义式：E=F/q点电荷：E=kQ/r2匀强电场：E=U/dq为检验电荷，Q为产生电场的点电荷电场力F=Eq电场力的功W=qU 电场力做功跟电荷运动的路径无关电势差U=W/q W 为电场力做的功点电荷电势U=kQ /εr r为电介质中的点到点电荷Q的距离（取无穷远电势为零）电势能Δε=qU Δε为电势能的增量电容定义式：C=Q/U平行板电容器的电容：C= εS/4πkdε是介电常数，k是静电力常量串联电容并联电容C=C1+C2...电流I=q/t 电量q=It电阻定律R=ρL/s 电阻率ρ=R·S/L串联电阻R串=R1+R2+…+Rn 串联的总电阻值大于每一个分电阻值并联电阻①两个电阻并联：R并=R1R2/（R1+R2）②n个相同电阻（R）并联：R并=R/n③并联的总阻值小于任一支路的阻值电动势ε=U外+U内U外为路端电压，U内为内压，当外电路断开时：E=U外欧姆定律部分电路：I=U/R全电路：I=ε/(R+r)闭合电路的常用规律ε=U+Irε=U+（U/R）rε=IR+Ir根据这三式，可以得到测定电源电动势和内阻的三种不同方法电功W=UIt=I2Rt=U2t/R 对于非纯电阻电路：①计算电功只能用W=UIt②计算电功率只能用P=UI③计算电热只能用Q=I2Rt④W＞Q电功率P=UI=I2R=U2/R焦耳定律普遍式：Q=I2Rt纯电阻电路中：Q=W=UIt=U2t/R=Pt磁感应强度B=F/IL, L⊥B B=ΦS当B与S成θ角时:Φ=BSsinθ磁通量Φ=B·S安培力F=ILB(B⊥L)或F=ILBsinθL是有效长度θ是B、L间的夹角洛伦兹力f=qvB(v⊥B) f=qvBsinθθ为B、v间的夹角电磁力矩M=BIS（平面S平行磁感线时）S是线圈面积，对N匝线圈：M=NBIS法拉第电磁感应定律普适公式：ε=NΔΦ/ Δt导体切割：E=BLv（B、L、v三者相互垂直）N是线圈匝数，L是导体有效长度自感电动势ε=LΔI/ Δt L是自感系数（自感或电感）感抗XL=2πfL容抗XC=1/2πfC交变电动势、电流最大值：εm=BSωIm=εm/R瞬时值：e=εmsinωt i=Imsinωt S为线圈面积，ω为角速度，R 为全电路的总电阻（线框从中性面开始转动）正弦或余弦交流电的有效值Um=ImR为电路电压最大值理想变压器U1、U2、I2、I2与n1、n2分别为原、副线圈的电压、电流与匝数振荡电路周期频率周期：T=2π频率：f =L为线圈的自感C为电容器的电容电磁波波长λ=c/f f为频率，c为波速，λ为波长1．[解析]选B.若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D位于两个点电荷的中垂面上，所以C、D两点电场强度相同，电势相同，所以A 错误，B正确；若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电势相同，电场强度大小相等，方向不同，所以C、D错误．2．[解析]选C.由E＝Ud＝QCd＝4πkQεS可知，两极板所带电荷量、电介质和正对面积不变时，M板迅速向上平移一小段距离，不影响板间场强，因而场强不变，故微粒受力情况不变，粒子沿原直线运动．3．[解析]选B.由图象知φA＞φB，故A错；电场强度的方向从高电势指向低电势，即A→B，故B正确；图象斜率的绝对值表示场强大小，E A＞E B，故C错；正电荷受力方向为A→B，电场力做正功，故D 错．4．[解析]选C.由题图可知，A、B两点不在同一等势面上，电势不相同，A错误；由对称性可知，C、D两点的电场强度方向不同，B 错误；由W AB＝U AB·q，U AB＞0，q＞0可知，W AB＞0，C正确；沿CD直线，由C到D，电势先增大后减小，故负电荷由C沿直线CD 移至D点，电势能先减小后增大，D错误．5．[解析]选D.由图乙知，小物块在B点时加速度最大，故B点场强最大，加速度大小为2 m/s2，据qE＝ma得E＝1 V/m，选项A错误；由C到A的过程中小物块的动能一直增大，电势能始终在减小，故电势逐渐降低，选项B、C错误；根据动能定理有qU AB＝12m v 2B－12m v2A，解得：U AB＝－5 V，选项D正确．6．[解析]选D.由F库－mgsin θ＝ma可知，物块沿斜面的加速度先向上逐渐减小，再沿斜面向下，逐渐增大，其速度先增大后减小，故物块Q的动能先增大再减小，A错误；因电场力始终做正功，故电势能一直减小，物块Q的机械能一直增大，B错误，D正确；因只有电场力、重力做功，物块的电势能、重力势能、动能之和守恒，又知动能先增大后减小，故重力势能和电势能之和先减小后增大，C错误．7．[解析]选C.由安培定则画出a、b、c、d的磁感线的分布图，由图可知a、c两点的磁场方向相反，当B1＝B2时该点处的磁感应强度可能为零，又I1>I2，故该点距I1距离应比I2大，故C正确，A、B、D 错误．8.[解析]选B.因为导线MN靠近ab，由图可知，线圈中等效合磁场为垂直纸面向里，当MN中电流减小时，由楞次定律可知感应电流的磁场阻碍磁通量的减小，故线圈向右运动，所受安培力的合力向右，故只有B项正确．9.[解析]选A.水平的直线电流在竖直磁场中受到水平的安培力而偏转，与竖直方向形成夹角，此时它受拉力、重力和安培力而达到平衡，根据平衡条件有tan θ＝F安mg＝BILmg，所以棒中的电流增大，θ角变大；两悬线变短，不影响平衡状态，θ角不变；金属棒质量变大，θ角变小；磁感应强度变大，θ角变大．故A 正确．10．[解析]选D.对金属棒ab受力分析可知，为使ab棒静止，ab 受到沿斜面向上的安培力作用时，安培力最小，此时对应的磁感应强度也就最小，由左手定则可知此时磁场方向垂直于回路平面向下，再由平衡关系可知IlB＝mgsin θ，其中I＝ER，可得磁感应强度B＝mgRsin θEl，对比各选项可知，选D.11．[解析]选D.从t＝0时刻起，金属棒通以电流I＝kt，由左手定则可知，安培力方向垂直纸面向里，使其紧压导轨，导致金属棒在运动过程中，所受到的摩擦力增大，所以加速度在减小，当滑动摩擦力小于重力时速度与加速度方向相同，所以金属棒做加速度减小的加速运动．当滑动摩擦力等于重力时，加速度为零，此时速度达到最大．当安培力继续增大时导致加速度方向竖直向上，则出现加速度与速度方向相反，因此做加速度增大的减速运动．v－t图象的斜率绝对值表示加速度的大小，故选项A、B均错误．对金属棒MN，由牛顿第二定律得mg－μF N＝ma，而F N＝BIL＝BktL，即mg－μBktL＝ma，因此a＝g－μkBL mt，显然加速度a与时间t成线性关系，故选项C错误，D正确．。