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量函數的〔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和磁感應強度B之間的關系式：〔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中的傳播速度。依據電磁波在波導中的傳播特點，波導具有〔HP〕濾波器的特點?！睭P，LP，BP〕〔磁偶極子〕在遠區(qū)產生的輻射場D=εE+P在真空中P〔0〕0平板電容器的介質電容率越大，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值上等于電源的〔電動勢〕電源外媒質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〕在各向同性媚質中，磁場的關心方程為(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。時變電磁場的頻率越高，集膚效應越明顯。反映電磁場中能量守恒與轉換規(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：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。當取點為參考==便，此時=。8.電磁波的波長：空間相位變化所經過的距離稱為波長，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假設煤質參數與場強大小無關，稱為線性煤質。假設煤質參數與場強方稱為各向同性煤質。安培環(huán)路定理在真空中磁感應強度沿任意回路的環(huán)量等于真空磁導率乘以與該回路相交鏈的電流的代數和。布儒斯特角(P208)對于非磁性媒質，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分界面的切向重量相等〔即k=k=k,k=k=k〕,這一結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，電導率σ的關系δ=〔1/πfμσ〕1/2(m)〔電導率越大〕，工作頻率越高，則集膚深度越小。3.如何由電位求電場強度，試寫出直角坐標系下的表達式〔27頁〕

+ e+

xex y y

zez

xex

y

zez4.傳導電流，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：適用于導體或半導體中，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?！策@個定義沒找著，在網上查的〕... . .. . .5.電場強度一樣時，電介質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，方向一樣其它坐標無關。麥克斯韋的位移電流假設的重要意義〔不確定 課本123頁〕1、位移電流與傳導電流相互聯(lián)結，構成閉合電流〔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，寫出他們與場矢量之間的關系。簡述電磁波的波長和相位常數的根本定義〔〕電磁波的傳播方向垂直于電場與磁場構成的平面電磁波的相位常數：當電磁波沿均勻介質傳播時，每單位長度電磁波的相位移〔個人觀點僅供參考〕相位常數：當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〔〕據電荷守恒原理推導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，考慮電介質的作用?實質上就是這些電偶極子產生的電場?！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 ( )磁介質在外部磁場作用下，在介質部出現(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有漏電時，則在其介質與空間分界面處( )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)。同軸電感導體間的電容C，當其電介質增大時，則電容C〔 A減小 B增大 C不變 D按e的指數變化答案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電介質中極化電荷移動C導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，有一運動的導體回路速度為V。這在下述狀況下導體回路中既有發(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磁介質中的磁場強度由〔〕產生。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的關系式可〔DA B只由A確定，與ψ無關 B B和E均與A、ψ有關C E只與ψ有關，B只與A有關 D E與A和ψ有關，B只與A有關靜電場中試驗電荷受到的作用力與試驗電荷量成〔〕關系

B反比 C平方 D平方根導體在靜電平衡下，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，稱為〔〕電介質

B各向同性 C線性 D可極化均勻導電媒質的電導率，不隨〔〕變化B

B空間位置 C時間 D溫度時變電磁場中，感應電動勢與材料電導率成〔〕A.正比 B.反比 C.平方 D.無關磁場能量存在于〔〕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以下哪個導波裝置可以傳輸TEM波〔〕... . .. . .A空心波導 B圓波導 C矩形波導 D同軸線TETM答案：D電偶極子天線，輻射遠區(qū)場，磁場與距離的關系〔〕D答案：A五、大題例5-9設區(qū)域Ⅰ(z<0ε

=1,σ=0；區(qū)域Ⅱ(z>0)的媒質參數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矢量k、E為常數。求：0磁場強度復矢量；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抱負介質平面上，求：(1)反射系數、透射系數、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