電磁場與電磁波答案()

1、WORD恪式安康理工犬爭電磁場與電磁波答案（4）一、判斷題（每題2分，共20分）說明：請?jiān)陬}右側(cè)的括號(hào)中作出標(biāo)記，正確打丁，錯(cuò)誤打XXU. 在靜電場中介質(zhì)的極化強(qiáng)度完全是由外場的強(qiáng)度決定的。2電介質(zhì)在靜電場中發(fā)生極化后，在介質(zhì)的表面必定會(huì)出現(xiàn)束縛電荷。丁良X33. 兩列頻率和傳播方向相同、振動(dòng)方向彼此垂直的直線極化波，合成后的波也必為直線極化波。v cp 卩X44在曲軒向呼生的電介質(zhì)中，靜電場的電位滿足泊松方程2O5. 在靜電場中導(dǎo)體內(nèi)電場強(qiáng)度總是為零，而在恒定電場中一般導(dǎo)體內(nèi)的V5電場強(qiáng)度不為零，只有理想導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度為零。V66. 理想媒質(zhì)和損耗媒質(zhì)中的均勻平面波都是TEM波。X7 7對

2、于靜電場問題，保持場域內(nèi)電荷分布不變而任意改變場域外的電荷分布，不會(huì)導(dǎo)致場域內(nèi)的電場的改變。Xs 8位移電流是一種假設(shè)，因此它不能象真實(shí)電流一樣產(chǎn)生磁效應(yīng)。丁99. 靜電場中所有導(dǎo)體都是等位體，恒定電場中一般導(dǎo)體不是等位體。X io10. 在恒定磁場中，磁介質(zhì)的磁化強(qiáng)度總是與磁場強(qiáng)度方向一致。二、選擇題（每題乜分，共20分）=+（請將你選擇附林號(hào)土敘題后矗括號(hào)中）=+ +-= + +1判斷下列矢量哪一個(gè)可能是靜電場（A）oA. E3xe：6yey9zezB. E3ye：6zey9zeC. E3ze6xe9yeD E3xye6yze9zxe xyzxyz2. 磴感應(yīng)強(qiáng)度為Baxe,：(3y2z)

3、 eyze=,試確定常數(shù)a的值。(B)A. OB. -4C. 2D51/6專業(yè)資料整理3. 均勻平面波電場復(fù)振幅分量為E?10e、E5?10e： «xy化方式是(C)oA.右旋圓極化B左旋圓極化C.右旋橢圓極化D左旋橢圓極化4一無限長空心銅圓柱體載有電流I,內(nèi)外半徑分別為R】和R-另一無限長實(shí)心銅圓柱體載有電流I,半徑為R2,則在離軸線相同的距離工(r>R2)處(A)oA. 兩種載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度大小相同B. 空心載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度值較大C. 實(shí)心載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度值較大5在導(dǎo)電媒質(zhì)中，正弦均勻平而電磁波的電場分量與磁場分量的相位(B)o nTtA.相等B.不相等C

4、相位差必為D相位羞必為426.兩個(gè)給定的導(dǎo)體回路間的互感(C)A.與導(dǎo)體上所載的電流有關(guān)B.與空間磁場分布有關(guān)C.與兩導(dǎo)體的相對位置有關(guān)D.同時(shí)選A, B, C7當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同時(shí)，鐵磁物質(zhì)與非鐵磁物質(zhì)中的磁場能量密度相比(A)oA.非鐵磁物質(zhì)中的磁場能量密度較大B鐵磁物質(zhì)中的磁場能量密度較大C.兩者相等D.無法判斷n8. 一般導(dǎo)電媒質(zhì)的波阻抗(亦稱本征阻抗)c的值是一個(gè)。(C)A.實(shí)數(shù)B.純虛數(shù)C復(fù)數(shù)D可能為實(shí)數(shù)也可能為純虛數(shù)9. 靜電場在邊界形狀完全相同的兩個(gè)區(qū)域上滿足相同的邊界條件，則兩個(gè)區(qū)域中的場分布(C) OA. 一定相同B. 定不相同C.不能斷定相同或不相同10. 靜電場的唯一性定

5、理是說：(C)oA滿足給定拉普拉斯方程的電位是唯一的。B. 滿足給定泊松方程的電位是唯一的。C既滿足給定的泊松方程，又滿足給定邊界條件的電位是唯一的。三、填空題(每空2分，共10分)2/61. Faraday電磁感應(yīng)現(xiàn)彖的物理本質(zhì)是：變化的磁場將產(chǎn)生渦旋電場。2在時(shí)變場中的理想導(dǎo)體表面，磁場與表面平行 3 庫侖規(guī)范A前限制了頌厳位A的多值性。4理想介質(zhì)條件是：均勻且各向同性的無耗媒質(zhì)。5. 一半徑為a的圓柱形導(dǎo)體在均勻外磁場中磁化后，導(dǎo)體內(nèi)的磁化強(qiáng)度為體表面的磁化電流密度為JMeo= aOzmsO®四、簡答題（每題5分，共10分）1.鏡像法的理論依據(jù)是什么？用鏡像法求解靜電場問題的基

6、本原理是什么？鏡像法的理論依據(jù)是靜電場的唯一性定理。根據(jù)這個(gè)定理，只要不改變場域 內(nèi)的電荷分布也不改變場域邊界上的條件，就不會(huì)改變原電場的分布（2分）。用 鏡像法求解靜電場問題的的基本原理，就是用場域外的鏡像電荷等效的取代場域 的物理邊界，也就是等效取代場域物理邊界上的感應(yīng)電荷或束縛電荷對域內(nèi)電場 的貢獻(xiàn)，從而將有界空間問題轉(zhuǎn)化為無界空間問題求解。這種等效取代所應(yīng)滿足 的條件就是，添加的域外電荷與原有電荷共同產(chǎn)生的場，在原場域邊界上所滿足 的條件不變（3分）。2什么是傳導(dǎo)電流、運(yùn)流電流、位移電流；它們有什么區(qū)別和共同點(diǎn)？傳導(dǎo)電流是導(dǎo)電物質(zhì)中，自由電荷在電場的作用下發(fā)生定向移動(dòng)所形成的電 流（1

7、分）；運(yùn)流電流是在不導(dǎo)電的空間中，電荷隨帶電物體（或粒子）作機(jī)械運(yùn) 動(dòng)而形成的電流（1分）；位移電流是變化的電場產(chǎn)生的等效電流（1分）。傳導(dǎo)電 流和運(yùn)流電流都與電荷及其運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，而位移電流與電荷無關(guān)，它們的共同之 處在于都能產(chǎn)生磁效應(yīng)（2分）。五、推導(dǎo)和計(jì)算題（40分）1. （10分）由Maxwel 1方程組出發(fā)，推導(dǎo)理想介質(zhì)無源區(qū)內(nèi)電場和磁場的波動(dòng)方程。3/6解：Maxwell方程組- c%HJ, UboTd Vx=在理想介質(zhì)中，有：BH,DE, JE,且,為幫量,0 一 無源區(qū)有：0,扮以Maxwell方程組化為：V. = PVx = &缶 Vx = _pi£H, E,

8、 HO, 60c11oVxVx =-M Vx e）-堰匚口分）E20t此即電場和磁場的波動(dòng)方程 F故:zz同理:V.V.（4分）（2分）=_ttVH20t（2分）2.（ 10分）半徑為 R磁導(dǎo)率的無限長載流導(dǎo)彎柱廠 電流空度為 JJJo - 為常量，Z軸與圓柱體軸線重合）。京導(dǎo)體表面磁化祈電流密度Joms解：尿而坐標(biāo)荼。二= _ ）4>由對稱性知AA（r）-dAdA（），因而HH（r）e（2分） Areeeezrzdrdr-_以原點(diǎn)為r為卒徑. 優(yōu)xy卑面作圓形閉合回昭C, 且的繞行方向 與 e成右手螺旋關(guān)系.-Z =:由Hdljds （ 2 分）-Gs -其性廠 HJr,HdlHdlH

9、r, CC 吳-=_ 即 HJreMBHHJre（2分）x（2 分）=2210002000WORD恪式專業(yè)資料整理uu（2分）JMnMeJReeJRemsrOOrOOzrRO2o2o3. （10分）將一無窮大導(dǎo)體平板折成如圖的90角并接地，兩點(diǎn)電荷Q1=Q2=2C分 4/6荷所在區(qū)域內(nèi)的場。(1) 請?jiān)趫D中標(biāo)出所有鏡像電荷的位置。(2) 請寫出各鏡像電荷的電量。(3分)(3) 請寫出各鏡像電荷的坐標(biāo)。(3分)別位于如圖的30和60射線上，離頂點(diǎn)距離均為Im,現(xiàn)欲采用鏡像法求兩點(diǎn)電(4分)解：鏡像電荷Qs、Qi> Qs、Qe> Q：、Qs的 電量分別為：Q3二Q4二Q7二Q8二-2C

10、,Q5二Q6二2C各鏡像電荷的坐標(biāo)分別為：5/6WORD恪式4. （10分）在rSl,=rb 4肘nF的導(dǎo)電媒質(zhì)中，一正弦均勻平而波沿專業(yè)資料整理+z傳播，已知電場沿y方向，頻率flTOHl3振幅E510V/簽。m（1）計(jì)算衰減系數(shù)。p（l分）（2）計(jì)算相位系數(shù)。（1分）（3）計(jì)算波速V。d分）(4)n計(jì)算媒質(zhì)的本征阻抗co（i分）(5)寫出電場的瞬時(shí)值表達(dá)式E（z, t）.：3分）(6)寫出磁場的瞬時(shí)值表達(dá)式H（z, t） <3分）= X 7T X X = X 08 7T X X96 4910101a =X 7TX -X3P = - =372fl041044100. 126(Np/m)07t X=XP7TX-2f4100. 126(rad/m)解:該媒質(zhì)是良導(dǎo)71v&10(m/s)-= P410=i X-P-7VK -71 Xceeee_37410410444jjjj22一 YX 壽 12pl4a)n4=_Z _皿E (z, t) eEecos/tzymti