電磁場考試題與參考答案

... . .. . .電磁波考題整理一、填空題某一矢量場，其旋度處處為零，則這個矢量場可以表示成某一標(biāo)量函數(shù)的〔梯度〕形式。流連續(xù)性方程的積分形式為〔 jdS=-dq 〕s dt兩個同性電荷之間的作用力是〔相互排斥的〕。單位面積上的電荷多少稱為〔面電荷密度〕。靜電場中，導(dǎo)體外表的電場強度的邊界條件是：〔D1n-D2n=ρs〕矢量磁位A和磁感應(yīng)強度B之間的關(guān)系式：〔B =▽xA〕cos〔wt-kz+〕，推斷上述均勻平面電磁波的極化方式為：xm ym相速是指均勻平面電磁波在抱負介質(zhì)中的傳播速度。依據(jù)電磁波在波導(dǎo)中的傳播特點，波導(dǎo)具有〔HP〕濾波器的特點?！睭P，LP，BP〕〔磁偶極子〕在遠區(qū)產(chǎn)生的輻射場D=εE+P在真空中P〔0〕0平板電容器的介質(zhì)電容率越大，電容量越 13.恒定電容不會隨時間〔變化而變化〕恒定電場中沿電源電場強度方向的閉合曲線積分在數(shù)值上等于電源的〔電動勢〕電源外媒質(zhì)中電場強度的旋度為0。在給定參考點的狀況下，庫倫規(guī)保證了矢量磁位的〔散度為零〕在各向同性媚質(zhì)中，磁場的關(guān)心方程為(D=εE, B=μH,J=σE)平面電磁波在空間任一點的電場強度和磁場強度都是距離和時間的函數(shù)。時變電磁場的頻率越高，集膚效應(yīng)越明顯。反映電磁場中能量守恒與轉(zhuǎn)換規(guī)律的定理是坡印廷定理。二、名詞解釋矢量：既存在大小又有方向特性的量反射系數(shù)：分界面上反射波電場強度與入射波電場強度之比4.無散場：散度為零的電磁場,即·=0。4.無散場：散度為零的電磁場,即·=0。5.電位參考點：一般選取一個固定點，規(guī)定其電位為零，稱這一固定點為參考點。當(dāng)取點為參考==便，此時=。8.電磁波的波長：空間相位變化所經(jīng)過的距離稱為波長，以表示。按此定義有，所8.電磁波的波長：空間相位變化所經(jīng)過的距離稱為波長，以表示。按此定義有，所以。以。坡印廷定理電磁場的能量轉(zhuǎn)化和守恒定律稱為坡印廷定理：每秒體積中電磁能量的增加量等于從包圍體積的閉合面進入體積功率。線性均勻且各向同性電介質(zhì)假設(shè)煤質(zhì)參數(shù)與場強大小無關(guān)，稱為線性煤質(zhì)。假設(shè)煤質(zhì)參數(shù)與場強方稱為各向同性煤質(zhì)。安培環(huán)路定理在真空中磁感應(yīng)強度沿任意回路的環(huán)量等于真空磁導(dǎo)率乘以與該回路相交鏈的電流的代數(shù)和。布儒斯特角(P208)對于非磁性媒質(zhì)，均勻平面電磁波平行極化斜入射，在某一入射角時沒有反射，即發(fā)生全投射，這個〔入射〕角即為布儒斯特角〔即θ=θ〕。i B14.臨界角(P208)角度時，發(fā)生全反射現(xiàn)象，這一角即臨界角，記為θc。15.相位匹配條件〔P200〕入射波傳播矢量、反射波傳播矢量和透射波傳播矢量沿介質(zhì)分界面的切向重量相等〔即k=k=k,k=k=k〕,這一結(jié)論稱為相位匹配條件。

ix rx txiy ry ty三、簡答題從電場和磁場的能量體密度公式動身，比較一般狀況下有ω>ωm e靜電場的能量密度ωω=(1/2)E·De， e磁場能量密度ωω〔1/2〕B·Hm， m=ωm>ωe。)δfμ，電導(dǎo)率σ的關(guān)系δ=〔1/πfμσ〕1/2(m)〔電導(dǎo)率越大〕，工作頻率越高，則集膚深度越小。3.如何由電位求電場強度，試寫出直角坐標(biāo)系下的表達式〔27頁〕

+ e+

xex y y

zez

xex

y

zez4.傳導(dǎo)電流，位移電流，運流電流是如何定義的，各有什么特點〔52頁130〕特點：適用于導(dǎo)體或半導(dǎo)體中，聽從歐姆定律，焦耳定律特點：適用于真空或氣體中，不聽從歐姆定律，焦耳定律位移電流是，電位移矢量隨時間的變化率。〔這個定義沒找著，在網(wǎng)上查的〕... . .. . .5.電場強度一樣時，電介質(zhì)中的電能體密度為什么比真空中的大.因能量密度We

12 E2而2電

，所以在E一樣時W W0e電 e00均勻平面電磁波的特點答案：均勻平面電磁波是指等相位面為無限大平面，且等相位面上各點的場強大小相等，方向一樣其它坐標(biāo)無關(guān)。麥克斯韋的位移電流假設(shè)的重要意義〔不確定 課本123頁〕1、位移電流與傳導(dǎo)電流相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成閉合電流〔全電流〕Is=Ic+ID2、使穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理對非穩(wěn)恒磁場也成立。這個可能不全，期望大家準(zhǔn)時補充。一塊金屬在均勻磁場中勻速移動，金屬中是否會有渦流，為什么？化。在爭論突變電磁場中，引入哪些函數(shù)，寫出他們與場矢量之間的關(guān)系。簡述電磁波的波長和相位常數(shù)的根本定義〔〕電磁波的傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面電磁波的相位常數(shù)：當(dāng)電磁波沿均勻介質(zhì)傳播時，每單位長度電磁波的相位移〔個人觀點僅供參考〕相位常數(shù)：當(dāng)電壓或電流波沿均勻線傳播是，每單位長度的電壓波或電流的相位移〔〕據(jù)電荷守恒原理推導(dǎo)時變場中的電流連續(xù)性方程〔僅供參考〕為什么在靜電場分析時，考慮電介質(zhì)的作用?實質(zhì)上就是這些電偶極子產(chǎn)生的電場?！睵31〕四、單項選擇題1.ESI〔〕A、庫/m2 B、V C、V/m 這是國際單位制導(dǎo)出表：答案：C矢 量 磁 位 A H B.B C.J D.E答案：B

旋 度 ， 等 于 ( )磁介質(zhì)在外部磁場作用下，在介質(zhì)部出現(xiàn)( )自由電流 B.極化電流 C.運流電流 D.磁偶極子答案：D恒定電流電場的J〔電流密度〕與電場強度E的一般關(guān)系式是( A.E=γJB.J=γEC.J=γ(E+ED.J=γ(E-E局外)答案：B平行板電容器極板間電介質(zhì)有漏電時，則在其介質(zhì)與空間分界面處( )A.EDJ答案：C恒定電流場的邊界條件為：電流密度J在通過界面時其法線重量連續(xù)，電場強度E的切向重量連續(xù)。同軸電感導(dǎo)體間的電容C，當(dāng)其電介質(zhì)增大時，則電容C〔 A減小 B增大 C不變 D按e的指數(shù)變化答案B... . .. . .=〔3x-3y〕+〔x-z〕+(2y-2x)ρ〔〕3ε0

3/ε0

C.3 D.0ρ =▽?D，▽D=〔3x-3y〕x〔x-z〕y+〔2y-2x〕z=3答案：C8.運流電流是由以下〔A真空中自由電荷〕B電介質(zhì)中極化電荷移動C導(dǎo)體中的自由電荷移動答案：AD磁化電流移動SS〔〕A與E一樣 B與E垂直 C與H垂直 答案D電場能量體密度〔〕A.ED答案：B

B.1/2ED C.BH D1/2EH時變磁場中，有一運動的導(dǎo)體回路速度為V。這在下述狀況下導(dǎo)體回路中既有發(fā)動機電動勢，又有變壓器電動勢，〔〕電動勢最大。A.VB、E平行C.VE、B垂直最大

B.VE、B呈任意角度D.不能確定和磁通量的變化?！睬懈畲鸥芯€〕答案：C磁介質(zhì)中的磁場強度由〔〕產(chǎn)生。A自由電流 B束縛電流 C磁化電流 D運流電流答案：C時變場中如動態(tài)位矢量磁位和動態(tài)磁位則由與B和E的關(guān)系式可〔DA B只由A確定，與ψ無關(guān) B B和E均與A、ψ有關(guān)C E只與ψ有關(guān)，B只與A有關(guān) D E與A和ψ有關(guān)，B只與A有關(guān)靜電場中試驗電荷受到的作用力與試驗電荷量成〔〕關(guān)系

B反比 C平方 D平方根導(dǎo)體在靜電平衡下，其部電場強度〔〕

B為0 C不為0 D不確定極化強度與電場強度成正比的電介質(zhì)，稱為〔〕電介質(zhì)

B各向同性 C線性 D可極化均勻?qū)щ娒劫|(zhì)的電導(dǎo)率，不隨〔〕變化B

B空間位置 C時間 D溫度時變電磁場中，感應(yīng)電動勢與材料電導(dǎo)率成〔〕A.正比 B.反比 C.平方 D.無關(guān)磁場能量存在于〔〕區(qū)域A

電流源 C.電磁場耦合 D.電場真空中均勻平面波的波阻抗為( )A.237Ω B.337ΩD

C.277Ω D.377Ω以下哪個導(dǎo)波裝置可以傳輸TEM波〔〕... . .. . .A空心波導(dǎo) B圓波導(dǎo) C矩形波導(dǎo) D同軸線TETM答案：D電偶極子天線，輻射遠區(qū)場，磁場與距離的關(guān)系〔〕D答案：A五、大題例5-9設(shè)區(qū)域Ⅰ(z<0ε

=1,σ=0；區(qū)域Ⅱ(z>0)的媒質(zhì)參數(shù)ε

=20,σ=0。區(qū)域Ⅰ中的電場強度為2

r1 r1 1

r2 r2Ee[60cos(15108t5z)20cos(15108t5z)](V/m)1 x區(qū)域Ⅱ中的電場強度為2 x試求：A；磁場強度H1

H；21

H滿足邊界條件。2解：(1)在無耗媒質(zhì)的分界面z=0Ee[60cos(15108t)20cos(15108t)]xe80cos(15108t)xEeAcos(15108t)xEE1 2

A恰好為切向電場，

依據(jù)麥克斯韋方程EH11 1t有1H1E1

e

1E1t 111

y t1ey

[300sin(15108t5z)100sin(15108t5z)]1所以He

/m)同理，可得He[0.1061cos(15108t50z)](A/m)ycos(15108t)]ycos(15108t)]y514無源(ρ=0,J=0)的自由空間中，時變電磁場的電場強度復(fù)矢量k、E為常數(shù)。求：0磁場強度復(fù)矢量；坡印廷矢量的瞬時值；解：(1)..場強度振幅值為2V/m，從空氣垂直入射到ε=4、μ場強度振幅值為2V/m，從空氣垂直入射到ε=4、μ=1的r r抱負介質(zhì)平面上，求：(1)反射系數(shù)、透射系數(shù)、駐波比；(2)入射波、反射波和透射波的電場和磁場；. . .... . .. . .(3)入射功率、反射功率和透射功率。xz6-13