電磁場考試試題及答案

1、電磁波考題整理一、填空題（梯其旋度處處為零，則這個矢量場可以表示成某一標量函數(shù)的1.某一矢量場，度）形式。dq）電流連續(xù)性方程的積分形式為（2. ?利dts兩個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.靜電場中，導體表面的電場強度的邊界條件是：（D12P s） 5.B x ）二矢量磁位6. A和磁感應強度B之間的關系式：（A7 . （Z, t） （） + （）,判斷上述均勻平面電磁波的極化方式為：（圓極化）（應該是90 %確定）8 .相速是指 均勻平面電磁波在理想介質中的傳播速度。9 .根據(jù)電磁波在波導中的傳播特點， 波導具有（）濾波器的特點。（三選

2、一）10 .根據(jù)電與磁的對偶關系，我們可以由電偶極子在遠區(qū)場的輻射場得到（磁偶極子）在遠區(qū)產(chǎn)生的輻射場11 .電位移矢量£ 在真空中P的值為（0） 012.平板電容器的介質電容率越大，電容量越大。-13.恒定電容不會隨時間（變化而變化）14.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）015.電源外媒質中電場強度的旋度為16 .在給定參考點的情況下，庫倫規(guī)范保證了矢量磁位的(散度為零)17 .在各向同性媚質中，磁場的輔助方程為(£ E, H, ° E)18 .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)。19 .時變電磁

3、場的頻率越高，集膚效應越明顯。20 .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強度與入射波電場強度之比3 .波：電場強度矢量和磁場強度矢量均與傳播方向垂直的均勻平面電磁波4 .無散場：散度為零的電磁場,即 =0o5 .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。當取點為參考點時，P點處的電位為=;當電荷分布在有限的<p(P)%O區(qū)域時，選取無窮遠處為參考點較為方便，此時 =6 .線電流：由分布在一條細線上的電荷定向移動而產(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。具有等值異號的兩個點磁荷構成的系統(tǒng)稱為磁偶極子場。磁偶極子受到力矩的作用會發(fā)生轉動，只有當力矩為零時，磁偶極子才會處于平衡狀 態(tài)。利用這個道理，可以進行磁場的測量。但由于沒有發(fā)現(xiàn)單獨 存在的，故我們將一個載有的圓形作為的模型。表示。按此定所經(jīng)過的距離稱為波長，以變化電磁波的波長：空 間相位8.Akz27Ta = t,所以。義有 kA =9. 極化強度 描述介質極化后形成的每單位體積內的電偶極矩。10. 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。11. 線性均勻且各向同性電介質若煤質參數(shù)與場強大小無關，稱為線性

5、煤質。若煤質參數(shù)與場強方向無關，稱為各向同性煤質。若煤質參數(shù)與位置無關，責稱均勻煤質。若煤質參數(shù)與場強頻率無關，稱為各向同性煤質。12. 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(shù)和。13. 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8 8）。b14.臨界角（P208）對于非磁性媒質，入射波自介電常數(shù)大的媒質向介電常數(shù)小的媒質入射時，當入射角大于或等于某一角度時，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分界面的切向分量相等（即, ） , 這一結論稱為相位匹配條件。三、簡答題1 .從電場和磁場的能量體密度公式出發(fā)，比較一般情況下有3>3的結果。em靜電場的能量密度3 3 （1/2）E D ,e磁場能量密度3 3 （1/2）B H m理想狀況下，等量的電能轉換成電場能量和磁場能量時，電場的能量密度等于磁場能量密度，但在實際中，轉換成電場能時會有熱損耗， 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及磁導率,電導率（T的關系1/2（m）f I（T） （1/ 兀 8 =導電性能越好（電導率越

7、大），工作頻率越高，則集膚深度越小。3 .如何由電位求電場強度，試寫出直角坐標系下的表達式（27頁）盟所以電場強標一小，在直角坐系下度強已知電場度 eee -zxy?x魚?eeexy zy2魚4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頁）傳導電流是，在導體中的自由電子或半導體中的自由電荷在電場力作用下形成的定向運動形成的電流特點：適用于導體或半導體中，服從歐姆定律，焦耳定律運送電流是，在真空或氣體中，帶電粒子在電場力作用下定向運動形成的電流特點：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，電位移矢量隨時間的變化率。（這個定義沒找著，在網(wǎng)上查的）特點：弁

8、不代表電荷的運動，且產(chǎn)生磁效應方面和一般意義下的 電流等效。5.電場強度相同時，電介質中的電能體密度為什么比真空中的大1相同時，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6.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，方向相同的電磁波，即沿某方向傳播的平面電磁波的場量除隨時間變化外，只與波傳播方向的坐標有關，而與其它坐標無關。123課本頁）麥克斯韋的位移電流假設的重要意義（不確定7.1 、位移電流與傳導電流相互聯(lián)結，構成閉合電流（全電流）2、使穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理對非穩(wěn)恒磁場也成立。3、得出位移電流對電磁波的存在是基

9、要的，弁將電學、磁學和光學聯(lián)結成一個統(tǒng)一理論。這個可能不全，希望大家及時補充。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?8.不會產(chǎn)生渦流，因為產(chǎn)生渦流的條件是在金屬塊中產(chǎn)生感應電流，即穿過金屬塊的磁通量發(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 .在研究突變電磁場中，引入哪些函數(shù)，寫出他們與場矢量之間 的關系。10 .簡述電磁波的波長和相位常數(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與磁場構成的平面電磁波的相位常數(shù)：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(shù)：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11 .描述均勻平面電磁波在損耗媒質中的傳播特性（可參考以下兩張圖片）=. 有耗是屋中臺勺斗回誠的千專才罟畤“生1. 沽任7瑯廂和傳界S閃K/學事&陽 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至損耗媒質中：I ='很明顯：損耗媒質中波的相速與波的頻率有關.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.具有色微效應的波種為色嗷波.結論: 導電媒質（才員耗煤質）中的也堿液為艮收波.12.據(jù)電

12、荷守恒原理推導時變場中的電流連續(xù)性方程（僅供參考）br,： 了qt /；r .m i- I - Hl - w立身怵內、.取一用科也因后，也於電4鐘1定W.單位時。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修財臉!即-U*號域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 卷掩個方程叫同分于用V J- （10i4

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14、#39; -山X.上皿布泡的小過電箱.星由跑動的一小布不聊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，與靜京場具有相月的II威，達I二兩弄造裨Z溝庫告電埔V13.為什么在靜電場分析時，考慮電介質的作用？當一塊電介質受外電場的作用而極化后，就等效為真空中一系列電偶極子。極化介質產(chǎn)生的附加電場， 實質上就是這些電偶極子產(chǎn)生的電場。（P31）四、單選題1在單位制中的量綱（）2R V C、 D 庫 A、庫這是國際單位制導出表：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 .磁介質在外部磁場作用下，在介質內部出現(xiàn)（）A.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4.Y EY (局外)D. 丫(局外)答案：B5. 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()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恒定電流場的邊界條件為：電流密度J 在通過界面時其法線分量連續(xù)，電場強度E 的切向分量連續(xù)。同軸電感導體間的電容C， 當

16、其電介質增大時，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x偏導+ ()對y偏導+ (22x)對z偏導=3答案： C8. 運流電流是由下列()A 真空中自由電荷電介質中極化電荷移動C 導體中的自由電荷移動D 磁化電流移動答案： 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. 電場能量體密度（）B.1/2 D1/2答案：

17、B11. 時變磁場中，有一運動的導體回路速度為V 這在下述情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.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. 不能確定時變電磁場中的電動勢包括發(fā)動機電動勢和變壓器電動勢，產(chǎn)生條件分別為導體回路運動切割磁感線和磁通量的變化。（切割磁感線）答案： C12. 磁介質中的磁場強度由（）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：C13. 時變場中如已知動態(tài)位 A （矢量磁位）和?。▌討B(tài)磁位），則由與B 和 E 的關系式可知（D ） 。A B只由A確定，與小無關 B B和E均與A、小有關C E只與小

18、有關，B只與A有關 D E與A和小有關，B只與A有關14. 靜電場中試驗電荷受到的作用力與試驗電荷量成（）關系A正比B 反比C平方D平方根答案 A15. 導體在靜電平衡下，其內部電場強度（）A常數(shù) B 為0 C 不為0 D 不確定答案 B16. 極化強度與電場強度成正比的電介質，稱為（）電介質A均勻 B 各向同性C 線性 D 可極化答案 C17. 均勻導電媒質的電導率，不隨（）變化A電流密度B 空間位置 C 時間 D溫度答案 B18. 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19 .磁場能量存在于（）區(qū)域A.磁場B.電流源C.電磁場耦合 D.電場

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 .下列哪個導波裝置可以傳輸波（）A空心波導B圓波導C矩形波導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，輻射遠區(qū)場，磁場與距離的關系（）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=1, >0）=1, =0 例 5 - 9 設區(qū)域 I （；區(qū)域 II <0） 的媒質參數(shù)（1r1r1（T £科=5,。區(qū)域I中的電場強度為參數(shù) =20, =

20、02288mtzztVEe）（） 00cos（15 ?10/ ?1060cos（15 石?5x1區(qū)域n中的電場強度為8mVAtzEe?5/cos(15 ?10?)( &試求：A常數(shù)(1)HH和(2)磁場弓S度21HH和(3)證明在0處滿足邊界條件。21有0解：(1)在無耗媒質的分界面處，88tEet )1015 ?Cos(1510 覺os() ?20?60x18te)?10?80?3os(15x8teAE)?Do s(15?10? x 2mA"?80EE和由于恰好為切向電場，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，時變電磁場的電場強度復矢量例5 -14 已知無源.kE為常數(shù)。求：式中、0 （1）磁場強度復矢量;（2）坡印廷矢量的瞬時值；（3）平均坡印廷矢量。解：