電磁場(chǎng)考試試題及答案

1、電磁波考題整理一、填空題（梯其旋度處處為零，則這個(gè)矢量場(chǎng)可以表示成某一標(biāo)量函數(shù)的1.某一矢量場(chǎng)，度）形式。dq）電流連續(xù)性方程的積分形式為（2. ?利dts兩個(gè)同性電荷之間的作用力是（相互排斥的）。3.單位面積上的電荷多少稱為（面電荷密度）。4.靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度的邊界條件是：（D12P s） 5.B x ）二矢量磁位6. A和磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的關(guān)系式：（A7 . （Z, t） （） + （）,判斷上述均勻平面電磁波的極化方式為：（圓極化）（應(yīng)該是90 %確定）8 .相速是指 均勻平面電磁波在理想介質(zhì)中的傳播速度。9 .根據(jù)電磁波在波導(dǎo)中的傳播特點(diǎn)， 波導(dǎo)具有（）濾波器的特點(diǎn)。（三選

2、一）10 .根據(jù)電與磁的對(duì)偶關(guān)系，我們可以由電偶極子在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的輻射場(chǎng)得到（磁偶極子）在遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生的輻射場(chǎng)11 .電位移矢量£ 在真空中P的值為（0） 012.平板電容器的介質(zhì)電容率越大，電容量越大。-13.恒定電容不會(huì)隨時(shí)間（變化而變化）14.恒定電場(chǎng)中沿電源電場(chǎng)強(qiáng)度方向的閉合曲線積分在數(shù)值上等于電源的（電動(dòng)勢(shì)）015.電源外媒質(zhì)中電場(chǎng)強(qiáng)度的旋度為16 .在給定參考點(diǎn)的情況下，庫(kù)倫規(guī)范保證了矢量磁位的(散度為零)17 .在各向同性媚質(zhì)中，磁場(chǎng)的輔助方程為(£ E, H, ° E)18 .平面電磁波在空間任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度都是距離和時(shí)間的函數(shù)。19 .時(shí)變電磁

3、場(chǎng)的頻率越高，集膚效應(yīng)越明顯。20 .反映電磁場(chǎng)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1.矢量：既存在大小又有方向特性的量2 .反射系數(shù)：分界面上反射波電場(chǎng)強(qiáng)度與入射波電場(chǎng)強(qiáng)度之比3 .波：電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量均與傳播方向垂直的均勻平面電磁波4 .無(wú)散場(chǎng)：散度為零的電磁場(chǎng),即 =0o5 .電位參考點(diǎn)：一般選取一個(gè)固定點(diǎn)，規(guī)定其電位為零，稱這一固定點(diǎn)為參考點(diǎn)。當(dāng)取點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，P點(diǎn)處的電位為=;當(dāng)電荷分布在有限的<p(P)%O區(qū)域時(shí)，選取無(wú)窮遠(yuǎn)處為參考點(diǎn)較為方便，此時(shí) =6 .線電流：由分布在一條細(xì)線上的電荷定向移動(dòng)而產(chǎn)生的電流。7 .磁偶極子：磁偶極子是類比而建立的物

4、理模型。具有等值異號(hào)的兩個(gè)點(diǎn)磁荷構(gòu)成的系統(tǒng)稱為磁偶極子場(chǎng)。磁偶極子受到力矩的作用會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，只有當(dāng)力矩為零時(shí)，磁偶極子才會(huì)處于平衡狀 態(tài)。利用這個(gè)道理，可以進(jìn)行磁場(chǎng)的測(cè)量。但由于沒(méi)有發(fā)現(xiàn)單獨(dú) 存在的，故我們將一個(gè)載有的圓形作為的模型。表示。按此定所經(jīng)過(guò)的距離稱為波長(zhǎng)，以變化電磁波的波長(zhǎng)：空 間相位8.Akz27Ta = t,所以。義有 kA =9. 極化強(qiáng)度 描述介質(zhì)極化后形成的每單位體積內(nèi)的電偶極矩。10. 坡印廷定理 電磁場(chǎng)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(jìn)入 體積功率。11. 線性均勻且各向同性電介質(zhì)若煤質(zhì)參數(shù)與場(chǎng)強(qiáng)大小無(wú)關(guān)，稱為線性

5、煤質(zhì)。若煤質(zhì)參數(shù)與場(chǎng)強(qiáng)方向無(wú)關(guān)，稱為各向同性煤質(zhì)。若煤質(zhì)參數(shù)與位置無(wú)關(guān)，責(zé)稱均勻煤質(zhì)。若煤質(zhì)參數(shù)與場(chǎng)強(qiáng)頻率無(wú)關(guān)，稱為各向同性煤質(zhì)。12. 安培環(huán)路定理在真空中磁感應(yīng)強(qiáng)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。13. 布儒斯特角（P208）對(duì)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(shí)沒(méi)有反射，即發(fā)生全投射，這個(gè)（入射）角即為布儒斯特角（即8 8）。b14.臨界角（P208）對(duì)于非磁性媒質(zhì)，入射波自介電常數(shù)大的媒質(zhì)向介電常數(shù)小的媒質(zhì)入射時(shí)，當(dāng)入射角大于或等于某一角度時(shí)，發(fā)生全反射現(xiàn)象，這一角即臨界角，記為8 c15. 相位匹配條件（P200）入射波傳播矢量、

6、反射波傳播矢量和透射波傳播矢量沿介質(zhì)分界面的切向分量相等（即, ） , 這一結(jié)論稱為相位匹配條件。三、簡(jiǎn)答題1 .從電場(chǎng)和磁場(chǎng)的能量體密度公式出發(fā)，比較一般情況下有3>3的結(jié)果。em靜電場(chǎng)的能量密度3 3 （1/2）E D ,e磁場(chǎng)能量密度3 3 （1/2）B H m理想狀況下，等量的電能轉(zhuǎn)換成電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量時(shí)，電場(chǎng)的能量密度等于磁場(chǎng)能量密度，但在實(shí)際中，轉(zhuǎn)換成電場(chǎng)能時(shí)會(huì)有熱損耗， 所以一般情況下有3 m>3 e°2 .從平面電磁波角度分析，透入深度（集膚深度）5與電磁波頻率f及磁導(dǎo)率,電導(dǎo)率（T的關(guān)系1/2（m）f I（T） （1/ 兀 8 =導(dǎo)電性能越好（電導(dǎo)率越

7、大），工作頻率越高，則集膚深度越小。3 .如何由電位求電場(chǎng)強(qiáng)度，試寫出直角坐標(biāo)系下的表達(dá)式（27頁(yè)）盟所以電場(chǎng)強(qiáng)標(biāo)一小，在直角坐系下度強(qiáng)已知電場(chǎng)度 eee -zxy?x魚?eeexy zy2魚4傳導(dǎo)電流，位移電流，運(yùn)流電流是如何定義的， 各有什么特點(diǎn)（52頁(yè)130頁(yè)）傳導(dǎo)電流是，在導(dǎo)體中的自由電子或半導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下形成的定向運(yùn)動(dòng)形成的電流特點(diǎn)：適用于導(dǎo)體或半導(dǎo)體中，服從歐姆定律，焦耳定律運(yùn)送電流是，在真空或氣體中，帶電粒子在電場(chǎng)力作用下定向運(yùn)動(dòng)形成的電流特點(diǎn)：適用于真空或氣體中，不服從歐姆定律，焦耳定律位移電流是，電位移矢量隨時(shí)間的變化率。（這個(gè)定義沒(méi)找著，在網(wǎng)上查的）特點(diǎn)：弁

8、不代表電荷的運(yùn)動(dòng)，且產(chǎn)生磁效應(yīng)方面和一般意義下的 電流等效。5.電場(chǎng)強(qiáng)度相同時(shí)，電介質(zhì)中的電能體密度為什么比真空中的大1相同時(shí)，所以在E而.因能量密度2 E?w?W2?We_ 00e電電e2均勻平面電磁 波的特點(diǎn)6.答案：均勻平面電磁波是指等相位面為無(wú)限大平面，且等相位面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相同的電磁波，即沿某方向傳播的平面電磁波的場(chǎng)量除隨時(shí)間變化外，只與波傳播方向的坐標(biāo)有關(guān)，而與其它坐標(biāo)無(wú)關(guān)。123課本頁(yè)）麥克斯韋的位移電流假設(shè)的重要意義（不確定7.1 、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）2、使穩(wěn)恒磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理對(duì)非穩(wěn)恒磁場(chǎng)也成立。3、得出位移電流對(duì)電磁波的存在是基

9、要的，弁將電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)聯(lián)結(jié)成一個(gè)統(tǒng)一理論。這個(gè)可能不全，希望大家及時(shí)補(bǔ)充。一塊金屬在均勻磁場(chǎng)中勻速移動(dòng)，金屬中是否會(huì)有渦流，為什么?8.不會(huì)產(chǎn)生渦流，因?yàn)楫a(chǎn)生渦流的條件是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，即穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變化。1 .下列檢法中可能產(chǎn)生涓編的是（）"點(diǎn)擊卜載,直若需辱口性咨家Alt生局杵物ftiV醞慚中二i二城尾板江'：強(qiáng)瑞西口量0近可1- iLc柔I-任在由用中田二辿工工0，.粉油酸£丁闕前：碼1加市？1建¥ I差一甜干K生約廣叵必三年人產(chǎn)生，筆率亦上q屋在壬,中工生看叵電力獷檔，1H方嶼押口福通全發(fā)七!曰1-"、& E

10、我線 工化卦W%乩立堂住咐I工亡如加湎0T 時(shí)言襯言率出格響三欄主 奪匕穹湍吊產(chǎn)生戶,審9 .在研究突變電磁場(chǎng)中，引入哪些函數(shù)，寫出他們與場(chǎng)矢量之間 的關(guān)系。10 .簡(jiǎn)述電磁波的波長(zhǎng)和相位常數(shù)的基本定義（參考百度百科：電磁波相位常數(shù)）電磁波的傳播方向垂直于電場(chǎng)與磁場(chǎng)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(shí)，每單位長(zhǎng)度電磁波的相位移（個(gè)人觀點(diǎn)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(zhǎng)度的電壓波或電流的相位移11 .描述均勻平面電磁波在損耗媒質(zhì)中的傳播特性（可參考以下兩張圖片）=. 有耗是屋中臺(tái)勺斗回誠(chéng)的千專才罟畤“生1. 沽任7瑯廂和傳界S閃K/學(xué)事&陽(yáng) 千：

11、朝一胡£ 我為 十句 為士1后 選（干丁海.）一w與4但: x . e 1r值一班波d牛耳備（工制 mo 一寸杵枇，不吃升比M. 帆5電gM本門樣H 口 K W療 網(wǎng)孑不上飽/白號(hào)密福1 攸弟拿力 戍）三固 ;Q.R于力的注岫*修侯冷雨用注博人與1才日向.PV為才員*七省定質(zhì)中的流*St .3,相f 讓座度源滋）型至煙豺t層中U V = = J = K , i，/， ft至損耗媒質(zhì)中：I ='很明顯：損耗媒質(zhì)中波的相速與波的頻率有關(guān).色批現(xiàn)承：波的傳播速度（相速）隨頻率改變而改變的 現(xiàn)象.具有色微效應(yīng)的波種為色嗷波.結(jié)論: 導(dǎo)電媒質(zhì)（才員耗煤質(zhì)）中的也堿液為艮收波.12.據(jù)電

12、荷守恒原理推導(dǎo)時(shí)變場(chǎng)中的電流連續(xù)性方程（僅供參考）br,： 了qt /；r .m i- I - Hl - w立身怵內(nèi)、.取一用科也因后，也於電4鐘1定W.單位時(shí)。山知件Hit舶jtffton電敏.也 定率+在同ThM的由舟曲血部乜加電量幽黑少，懂說(shuō)基卜口第茨累依才流：，第3-圣，|岬二就昌屯1（汪*性方也由叱八小電IX由村景以停電朝鼻爪。布的.MhArVIWW修財(cái)臉!即-U*號(hào)域3t電灌匕&Rt叟的錦枳分,，起式/0石產(chǎn)但。II V 刊 TIL 如，匕貳朝弁lll - JJ.4 口制刖"公六苒1*： X醇于任幽奈曲匍上或都二丸十目到門 卷掩個(gè)方程叫同分于用V J- （10i4

13、t町定山折cm電陳暢不行可時(shí)削tm中部.麗吃工嚏就氣川沛圓-的甲. 哂它也不陳卜：匚山分布利虛時(shí)間及化幽電。聽通取的電岫，林為n煬.牌利圮 電向中itlff#苗不照附旬量化，電肥&擅tl上F'10-5）必定且空卜胤的珊式可J MLUO-門t式正同F(xiàn)KT巾流條件前鞏桿序式由前博聞”以福*卅可1V涓r T*升胞式v /-n 1 ic-a）'二Li任件*:。怛殳也0右中選過(guò)任息IH# 45:|"工號(hào)零 4也連一£ jtJk；iL .J.<,- -_. .,!. 17.處笠入山駟浪我鄒必必4% 濁穿出 與以* 1T淀電汽場(chǎng) in UL,t. I Ti&

14、#39; -山X.上皿布泡的小過(guò)電箱.星由跑動(dòng)的一小布不聊t司曼怩M也鞭酒發(fā)酊.心意小馬朝北* 和外扉定理和他 飆定電，與靜京場(chǎng)具有相月的II威，達(dá)I二兩弄造裨Z溝庫(kù)告電埔V13.為什么在靜電場(chǎng)分析時(shí)，考慮電介質(zhì)的作用？當(dāng)一塊電介質(zhì)受外電場(chǎng)的作用而極化后，就等效為真空中一系列電偶極子。極化介質(zhì)產(chǎn)生的附加電場(chǎng)， 實(shí)質(zhì)上就是這些電偶極子產(chǎn)生的電場(chǎng)。（P31）四、單選題1在單位制中的量綱（）2R V C、 D 庫(kù) A、庫(kù)這是國(guó)際單位制導(dǎo)出表：1嗝HP瓦：瓦精w也*育害1O«lA *1豐¥牙力.河匕嘯0?1耳I tiJitTEMiTh*1理荏*生母1 * 均至1 YFU V .WA

15、 .、日鵬1t3.a.ek薊疆禁卿糊"答案：C2 .矢量磁位A的旋度，等于（）A. H B. B C. J D. E答案：B3 .磁介質(zhì)在外部磁場(chǎng)作用下，在介質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)（）A.自由電流 B.極化電流C.運(yùn)流電流D. 磁偶極子答案：D恒定電流電場(chǎng)的J （電流密度）與電場(chǎng)強(qiáng)度 E的一般關(guān)系式是4.Y EY (局外)D. 丫(局外)答案：B5. 平行板電容器極板間電介質(zhì)有漏電時(shí)，則在其介質(zhì)與空間分界面處()連續(xù)B. D 連續(xù)C. J 的法線分量連續(xù)D. J 連續(xù)答案： C恒定電流場(chǎng)的邊界條件為：電流密度J 在通過(guò)界面時(shí)其法線分量連續(xù)，電場(chǎng)強(qiáng)度E 的切向分量連續(xù)。同軸電感導(dǎo)體間的電容C， 當(dāng)

16、其電介質(zhì)增大時(shí)，則電容C() 6.A減小B 增大 C 不變 D 按e的指數(shù)變化答案 B已知 7.= (33y) + () +(22x),若以知，則電荷密度p為()A.3 £ B. 3/ £ C.3 D.000 P = V?D,V? (33y)對(duì)x偏導(dǎo)+ ()對(duì)y偏導(dǎo)+ (22x)對(duì)z偏導(dǎo)=3答案： C8. 運(yùn)流電流是由下列()A 真空中自由電荷電介質(zhì)中極化電荷移動(dòng)C 導(dǎo)體中的自由電荷移動(dòng)D 磁化電流移動(dòng)答案： A9. 由S的定義，可知S的方向（）A與E相同 B與E垂直 C 與H垂直 D 與E和H均垂直且符合右手螺答案 D10. 電場(chǎng)能量體密度（）B.1/2 D1/2答案：

17、B11. 時(shí)變磁場(chǎng)中，有一運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體回路速度為V 這在下述情況下導(dǎo)體回路中既有發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)，又有變壓器電動(dòng)勢(shì)，（）電動(dòng)勢(shì)最大。A.速度方向V與B、E平行 與E、B呈任意角度與 E、 B 垂直最大D. 不能確定時(shí)變電磁場(chǎng)中的電動(dòng)勢(shì)包括發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)和變壓器電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生條件分別為導(dǎo)體回路運(yùn)動(dòng)切割磁感線和磁通量的變化。（切割磁感線）答案： C12. 磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)強(qiáng)度由（）產(chǎn)生。A 自由電流B 束縛電流C 磁化電流D 運(yùn)流電流答案：C13. 時(shí)變場(chǎng)中如已知?jiǎng)討B(tài)位 A （矢量磁位）和?。▌?dòng)態(tài)磁位），則由與B 和 E 的關(guān)系式可知（D ） 。A B只由A確定，與小無(wú)關(guān) B B和E均與A、小有關(guān)C E只與小

18、有關(guān)，B只與A有關(guān) D E與A和小有關(guān)，B只與A有關(guān)14. 靜電場(chǎng)中試驗(yàn)電荷受到的作用力與試驗(yàn)電荷量成（）關(guān)系A(chǔ)正比B 反比C平方D平方根答案 A15. 導(dǎo)體在靜電平衡下，其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度（）A常數(shù) B 為0 C 不為0 D 不確定答案 B16. 極化強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比的電介質(zhì)，稱為（）電介質(zhì)A均勻 B 各向同性C 線性 D 可極化答案 C17. 均勻?qū)щ娒劫|(zhì)的電導(dǎo)率，不隨（）變化A電流密度B 空間位置 C 時(shí)間 D溫度答案 B18. 時(shí)變電磁場(chǎng)中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與材料電導(dǎo)率成（）A. 正比 B. 反比 C. 平方 D. 無(wú)關(guān)19 .磁場(chǎng)能量存在于（）區(qū)域A.磁場(chǎng)B.電流源C.電磁場(chǎng)耦合 D.電場(chǎng)

19、答案A20 .真空中均勻平面波的波阻抗為（）A.237 Q B.337 Q C.277 Q D.377 Q答案D21 .下列哪個(gè)導(dǎo)波裝置可以傳輸波（）A空心波導(dǎo)B圓波導(dǎo)C矩形波導(dǎo)D同軸線同軸線傳輸電磁波的主模式是，也可以傳輸波和波。答案：D22 .電偶極子天線，輻射遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，磁場(chǎng)與距離的關(guān)系（）A與距離成反比B與距離成正比C與距離的平方成反比 D與距離的平方成正比答案：A五、大題.z N （T z £ 的媒質(zhì)=1, >0）=1, =0 例 5 - 9 設(shè)區(qū)域 I （；區(qū)域 II <0） 的媒質(zhì)參數(shù)（1r1r1（T £科=5,。區(qū)域I中的電場(chǎng)強(qiáng)度為參數(shù) =20, =

20、02288mtzztVEe）（） 00cos（15 ?10/ ?1060cos（15 石?5x1區(qū)域n中的電場(chǎng)強(qiáng)度為8mVAtzEe?5/cos(15 ?10?)( &試求：A常數(shù)(1)HH和(2)磁場(chǎng)弓S度21HH和(3)證明在0處滿足邊界條件。21有0解：(1)在無(wú)耗媒質(zhì)的分界面處，88tEet )1015 ?Cos(1510 覺(jué)os() ?20?60x18te)?10?80?3os(15x8teAE)?Do s(15?10? x 2mA"?80EE和由于恰好為切向電場(chǎng)，21 (2)根據(jù)麥 克斯韋方程H?E1?1?有，EH!?1eE11?；t?188Ztzet )15 ?10105?5?300 ?100?sin(15 ?sin( "所 以88tzAetzmH)5/ 甕os(15 ?10)(0.1592 支os(15 ?10?5.) ?00531%同理，可得8tzeHAm)10)(/ ?50£os(0.1061 ?15%將0代入(2)中得8teH)10cos(15 ?0.106 y18teH) ?101060. Zos(15 ? y2p =0, 0)(的自由空間中，時(shí)變電磁場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度復(fù)矢量例5 -14 已知無(wú)源.kE為常數(shù)。求：式中、0 （1）磁場(chǎng)強(qiáng)度復(fù)矢量;（2）坡印廷矢量的瞬時(shí)值；（3）平均坡印廷矢量。解：