電磁場(chǎng)與電磁波試卷與答案A

.PAGE.承諾：我將嚴(yán)格遵守考場(chǎng)紀(jì)律，知道考試違紀(jì)、作弊的嚴(yán)重性，還知道請(qǐng)他人代考或代他人考者將被開(kāi)除學(xué)籍和因作弊受到記過(guò)及以上處分將不授予學(xué)士學(xué)位，愿承當(dāng)由此引起的一切后果。專業(yè)承諾：我將嚴(yán)格遵守考場(chǎng)紀(jì)律，知道考試違紀(jì)、作弊的嚴(yán)重性，還知道請(qǐng)他人代考或代他人考者將被開(kāi)除學(xué)籍和因作弊受到記過(guò)及以上處分將不授予學(xué)士學(xué)位，愿承當(dāng)由此引起的一切后果。專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生簽名：試卷編號(hào)：〔A〕卷電磁場(chǎng)與電磁波課程課程類別：必、限、任閉卷〔√〕、開(kāi)卷(圍)〔〕：考試日期：2012-12題號(hào)一二三四五六七八九十總分累分人簽名題分3015101530100得分考生考前須知：1、本試卷共5頁(yè)，總分100分，考試時(shí)間120分鐘。2、考試完畢后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場(chǎng)。單項(xiàng)選擇題〔30分，每題2分〕電磁波在介電常數(shù)為的媒質(zhì)中傳播，其速度是光速的____D__倍。B.C.D.假設(shè)某一光纖的電參數(shù)為，這種光纖的折射率是：DA．B.C.D.2入射波頻率為時(shí)，物理尺寸為的矩形腔的電尺寸是：CB.C.D.在靜電場(chǎng)中有一帶電的導(dǎo)體實(shí)心球，其球心和球外外表上一點(diǎn)的電位__________D____，此兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度______________。不相等/相等B.不相等/不相等C.相等/相等D.相等/不相等假設(shè)某介質(zhì)外表的法向?yàn)?，位于介質(zhì)外表上的某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為，那么它的切向電場(chǎng)強(qiáng)度為：DA.B.C.D.以下對(duì)磁力線和電力線描述正確的選項(xiàng)是：C磁力線和電力線都是封閉的磁力線和電力線都不是封閉的磁力線是封閉的，電力線是不封閉的電力線封閉，磁力線不封閉坡印廷矢量的方向表示_______C_方向。電場(chǎng)B.磁場(chǎng)C.能流D.坐標(biāo)在貼片天線中，貼片滿足的邊界條件是：C法向電場(chǎng)為零B.法向電場(chǎng)連續(xù)C．切向電場(chǎng)為零D．切向電場(chǎng)連續(xù)在一個(gè)靜電場(chǎng)中，良導(dǎo)體外表的電場(chǎng)方向與導(dǎo)體該點(diǎn)的法向方向的關(guān)系是：A平行B.垂直C.既不平行也不垂直D.不能確定根據(jù)唯一性定理，在計(jì)算時(shí)變電磁場(chǎng)時(shí)必須滿足：D給定邊界上的給定邊界上的給定一局部邊界上的和另一部份的給定一局部邊界上的和另一部份的對(duì)于理想介質(zhì)中的平面波，在x方向的場(chǎng)分量為，其等相面是_________B__的平面。等于常數(shù)B.等于常數(shù)C.等于常數(shù)D.等于常數(shù)衛(wèi)星通信中，對(duì)電磁波的頻率要求為：B沒(méi)有限制B.必須高于9MHzC.波長(zhǎng)從0.2mm-30kmD.必須高于9GHz現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中都采用__________B_天線進(jìn)展電子偵察和實(shí)施電子干擾，這種極化天線同樣也有許多民用方面的應(yīng)用。線極化B.圓極化C.雙極化D.橢圓極化垂直極化斜入射的合成波場(chǎng)表達(dá)式為，其傳播方向?yàn)椋篋+yB.+zC.-zD.+x使用專用盤子盛牛排到微波爐中加熱，加熱過(guò)程中只有牛排被燒熟而盤子未燒毀，原因在于：D盤子的磁導(dǎo)率大盤子的電導(dǎo)率大盤子的相對(duì)介電常數(shù)大電磁波在盤子中的集膚深度大1.D2.D3.C4.D5.D6.C7.C8.C9.A10.D11.B12.B13.B14.D15.D填空題〔15分，每空1分〕因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度與入射面相___〔1〕____，TE波又被稱為_(kāi)__〔2〕____極化電磁波。假設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為的電磁波在某波導(dǎo)中傳播，該電磁波的傳播方向?yàn)椤?〕，幅值為〔4〕，為當(dāng)波導(dǎo)的電導(dǎo)率時(shí)，在y=0的平面上，其熱損耗為〔5〕。某簡(jiǎn)單媒質(zhì)的復(fù)介電常數(shù)是〔〕，該介質(zhì)是〔6〕〔A.有耗，B.無(wú)耗〕介質(zhì)，其電導(dǎo)率是〔7〕。Maxwell方程組一共由〔8〕個(gè)方程組成，其中，〔9〕個(gè)方程是獨(dú)立的。平面波在自由空間〔空氣〕中的波阻抗是〔10〕，當(dāng)此空間被的理想介質(zhì)完全填充時(shí)，傳播在其中的電磁波的波阻抗變?yōu)椤?1〕。自由空間〔空氣〕中的平面波是〔12〕〔A.TEB.TMC.TEM〕波，當(dāng)該平面波垂直入射到導(dǎo)體平面時(shí)，它是〔13〕波。〔A.TEB.TMC.TEM〕某時(shí)刻，，，它是一種〔14〕波，它的〔15〕?！?〕垂直〔2〕垂直〔3〕z〔4〕〔5〕4.5〔6〕A〔或有耗〕〔7〕〔或,或或1/60或0.0167〕〔注：寫(xiě)為正確，寫(xiě)為錯(cuò)誤〕〔8〕5〔或4〕〔注：如果是5，〔9〕的答案為3；如果是4，〔9〕的答案為2，否那么錯(cuò)誤〕〔9〕3〔或2〕〔10〕377〔或120或〕〔注：①寫(xiě)明公式，假設(shè)寫(xiě)為正確，寫(xiě)為錯(cuò)誤；②未寫(xiě)明公式，只寫(xiě)出而不是不給分〕〔11〕188.5〔或60或或或〕〔12〕C〔或TEM〕〔13〕C〔或TEM〕〔14〕駐波〔15〕0判斷題〔10分，每題2分〕電磁波的速度不會(huì)大于光速〔〕；電容的大小與電壓、電量、尺寸、介電常數(shù)、構(gòu)造、導(dǎo)體間的距離有關(guān)〔〕；自然界中幾乎所有的媒質(zhì)都是色散媒質(zhì)〔〕；電磁波只有自由空間〔空氣〕中傳播才是橫波〔〕；當(dāng)電磁波從光密媒質(zhì)入射到光疏媒質(zhì)，且入射角等于或大于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射；反之，當(dāng)電磁波以布儒斯特角從光疏媒質(zhì)入射到光密媒質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生全折射?！病?；1.×2.×3.√4.×5.×或1.F2.F3.T4.F5.F簡(jiǎn)答題〔15分，任選1題，多做不加分，取最高分〕寫(xiě)出Maxwell方程組的時(shí)域表達(dá)式、頻域表達(dá)式。寫(xiě)出一般情形下兩種媒質(zhì)分界面上的邊界條件。靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體有什么特征？注：〔1〕矢量表示為均可?！?〕=；=，使用、表達(dá)和使用、表達(dá)皆可。【解】時(shí)域：頻域或者頻域〔時(shí)變電磁場(chǎng)〕【解】代數(shù)式：或者矢量式：【解】〔1〕導(dǎo)體部各處電場(chǎng)強(qiáng)度均為0；〔4分〕〔2〕導(dǎo)體部不存在任何凈電荷，電荷都以面電流形式分布于導(dǎo)體外表；〔4分〕〔3〕導(dǎo)體為一等位體或等勢(shì)體?！?分〕〔4〕導(dǎo)體外表切向電場(chǎng)為0，只有法向電場(chǎng)分量〔4分〕。計(jì)算題〔30分，每題10分，第1題為必做題，2-5題任選2題，多做不加分，取最高分〕〔必做題〕一均勻平面波在某媒質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量為：該電磁波沿什么方向傳播？傳播特點(diǎn)是什么？計(jì)算該電磁波的幅值〔A〕、相位〔〕、波長(zhǎng)〔〕、頻率〔〕、相速〔〕、波阻抗〔〕、波數(shù)〔〕。假設(shè)該媒質(zhì)為非磁性媒質(zhì)，即，請(qǐng)問(wèn)該媒質(zhì)的是多少？〔選做題〕一平行板電容器由兩塊導(dǎo)體圓片構(gòu)成，圓片半徑為a，間距為d，d<<a，其間填充介電常數(shù)為ε、磁導(dǎo)率為μ0的介質(zhì)。在電容器中心加一正弦電壓U=U0sinωt。求介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度；求介質(zhì)中位移電流總值，并證明它等于電容器的充電電流；設(shè)介質(zhì)電導(dǎo)率為σ，求介質(zhì)中傳導(dǎo)電流與位移電流之比。假設(shè)εr=5.5，σ=10-3S/m，f=3×106Hz，此比值多大？〔選做題〕如圖1所示，一導(dǎo)體劈的劈角為直角，，角區(qū)域處有一點(diǎn)電荷q，設(shè)。該點(diǎn)電荷有幾個(gè)鏡像電荷？它們的電量分別是多少？計(jì)算出點(diǎn)的電位值。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出鏡像電荷的位置〔畫(huà)在答題紙上〕?！策x做題〕空氣中一均勻平面波的磁場(chǎng)強(qiáng)度復(fù)矢量為：，試求：波長(zhǎng)，傳播方向單位矢量及傳播方向與z軸夾角；常數(shù)A；電場(chǎng)強(qiáng)度復(fù)矢量；〔選做題〕在空氣中傳播的一個(gè)平面波有下述兩個(gè)分量：這是什么極化波？請(qǐng)寫(xiě)出該波磁場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式。請(qǐng)求解該波所傳輸?shù)钠骄β拭芏取?．〔必做題〕〔10分〕【解】或〔2分〕該電磁波的傳播方向?yàn)?Z方向?！?分〕它是一種行駐波；〔0.5分〕〔2〕A=〔0.5分〕〔0.5分〕〔0.5分〕〔1分〕公式0.5分，結(jié)果0.5分〔1分〕公式0.5分，結(jié)果0.5分〔1分〕公式0.5分，結(jié)果0.5分〔1分〕公式0.5分，結(jié)果0.5分〔3〕〔〕〔1分〕過(guò)程0.5分，結(jié)果0.5分2．〔選做題〕〔10分〕【解】(a)〔2分〕公式1分，結(jié)果1分〔1.5分〕公式1分，結(jié)果0.5分〔0.5分〕〔0.5分〕(b)〔1.5分〕公式1分，結(jié)果0.5分〔注：必須計(jì)算出S的值，才得結(jié)果分〕.得證.〔1分〕(c)〔1.5分〕振幅振幅〔1分〕(0.5分)3．〔選做題〕〔10分〕【解】n=2，2n-1=3，有3個(gè)鏡像電荷或在圖中畫(huà)出3個(gè)點(diǎn)〔1分〕它們的電量分別是-q，q，-q或在圖中標(biāo)出電量〔3分〕〔2〕〔0.5分〕〔0.5分〕〔0.5分〕〔0.5分〕〔0.5分〕〔0.5分〕圖：〔3分〕一個(gè)鏡像點(diǎn)1分4．〔選做題〕〔10分〕【解】〔1〕由H的相位因子