2025年物理竞赛IPhO电磁学模拟试题：电场磁场与电磁感应高分技巧
一、选择题
要求：从下列各题的四个选项中，选择一个最符合题意的答案。
1.一个带电粒子在电场中从A点运动到B点，下列说法正确的是：
A.粒子的动能一定增加
B.粒子的动能一定减小
C.粒子的电势能一定增加
D.粒子的电势能一定减小
2.下列关于电场强度和电势的描述，正确的是：
A.电场强度越大，电势越高
B.电场强度越小，电势越低
C.电场强度和电势成正比
D.电场强度和电势成反比
3.下列关于电容器的描述，正确的是：
A.电容器的电容与电容器两板间的距离成正比
B.电容器的电容与电容器两板间的电压成正比
C.电容器的电容与电容器两板间的电荷量成正比
D.电容器的电容与电容器两板间的电荷量成反比
4.下列关于磁场的描述，正确的是：
A.磁场的方向与磁感线的方向相同
B.磁场的方向与磁感线的方向相反
C.磁场的方向与磁感线的方向垂直
D.磁场的方向与磁感线的方向无关
5.下列关于安培力定律的描述，正确的是：
A.安培力与电流方向垂直
B.安培力与磁场方向垂直
C.安培力与电流方向和磁场方向都垂直
D.安培力与电流方向和磁场方向都平行
二、填空题
要求：根据题意，在横线上填写正确答案。
6.一个点电荷在电场中受到的电场力大小为F，则该点电荷的电荷量为_______。
7.一个平行板电容器的电容为C，两板间的电压为U，则两板间的电荷量为_______。
8.一个长直导线通以电流I，在距离导线r处，磁感应强度的大小为_______。
9.一个闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生的感应电动势大小为_______。
10.一个电感器在交流电路中，其感抗大小为_______。
四、计算题
要求：根据题目所给条件，进行计算并得出结论。
11.一根长直导线通以电流I，导线长度为L，导线周围磁感应强度为B，求导线周围磁场在长度为L的区域内产生的磁通量Φ。
12.一个均匀带电球体的电荷量为Q，球体半径为R，求球体表面电场强度E的大小。
13.一个电容器由两块平行板组成，两板间距离为d，两板面积均为S，介电常数为ε，求该电容器的电容C。
14.一根长直导线通以电流I，在导线附近有一个面积为S的矩形回路，回路与导线平行，且导线位于回路的中心，求回路中的磁通量Φ。
五、简答题
要求：简述以下概念的定义或原理。
15.简述电场线的概念及其在电场中的作用。
16.简述法拉第电磁感应定律的内容。
17.简述楞次定律的内容。
18.简述洛伦兹力的作用。
六、综合题
要求：结合所学知识，分析并回答下列问题。
19.一个正电荷在电场中从A点运动到B点，已知A点的电势为VA，B点的电势为VB，求电荷在电场中移动过程中电场力所做的功。
20.一个长直导线在磁场中运动，已知导线的长度为L，导线速度为v，磁场强度为B，求导线运动过程中所受的安培力。
21.一个闭合线圈在磁场中运动，已知线圈面积为S，线圈速度为v，磁场强度为B，求线圈运动过程中所产生的感应电动势。
本次试卷答案如下：
一、选择题
1.D.粒子的电势能一定减小
解析：根据电场力做功的公式，电场力对带电粒子做功等于粒子电势能的变化量，若粒子从A点运动到B点，电场力做正功，则电势能减小。
2.D.电场强度和电势成反比
解析：电场强度是电场中某点的电场力与该点电荷量的比值，而电势是电场中某点的电势能与该点电荷量的比值，两者成反比。
3.C.电容器的电容与电容器两板间的电荷量成正比
解析：电容器的电容C是由电容器本身的结构和材料决定的，与电容器两板间的电荷量成正比。
4.C.磁场的方向与磁感线的方向垂直
解析：磁场的方向定义为磁感线的切线方向，因此磁场方向与磁感线的方向垂直。
5.B.安培力与磁场方向垂直
解析：根据安培力定律，安培力与电流方向和磁场方向都垂直。
二、填空题
6.F/q
解析：根据库仑定律，电场力F与电荷量q成正比，因此电荷量q=F/e。
7.CU
解析：根据电容器的定义，电容C等于电荷量Q与电压U的比值，因此电荷量Q=CU。
8.μ0I/2πr
解析：根据毕奥-萨伐尔定律，长直导线在距离r处的磁感应强度B=μ0I/2πr。
9.BLv
解析：根据法拉第电磁感应定律，闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，产生的感应电动势E=BLv。
10.2πfL
解析：根据电感器的定义，感抗X=2πfL，其中f为交流电的频率，L为电感器的电感值。
四、计算题
11.Φ=B·L
解析：根据磁通量的定义，Φ=B·S，其中B为磁感应强度，S为导线