武汉科技大学2007电磁场与电磁波B卷+答案.doc

试 题 _2007_年_2008_年第 一 学期课程名称： 电磁场与电磁波 专业年级： 电子信息工程2005级 考生学号： 考生姓名： 试卷类型： B卷 考试方式: 闭卷 一、 填空题（每空2分，共30分）1. 空间中各点电极化率相同的介质称为_介质2. 当接地导体处于静电平衡状态时，导体中的电位为_3. 均匀导电媒质中的驻立电荷只能分布在导电媒质的_4. 在磁化媒质中，磁化强度沿任一闭合回路的环量等于闭合回路包围的_5. 某点磁通密度的时间变化率负值等于该点时变电场强度的 6. 媒质分界面无电流分布时，磁场强度的 分量连续。7. 复数形式的电场表示为时变形式为_8. 电场所表征的极化波的形式为_9. 设，在点处的梯度为_10. 平面波在导电媒质中传播时，其相速不仅与媒质参数有关，而且还与_有关11. 驻波比用反射系数R表示为_12. （） 13. 已知的半无限空间为的电介质，的半无限空间为空气，空气中的电场为，则电介质中的电场为_14. 电场强度与磁场强度之比称为电磁波的_15. 已知，求得=_ （试题接下页，共2页）二、 简答题（每题5分，共20分）1. 什么是均匀平面波？什么是平面波的极化特性？两个线极化波满足什么条件合成波为圆极化波？2. 什么是驻波，驻波与行波在相位特征上有何不同？3. 请写出两种理想介质分界面上磁场的边界条件，即分界面上磁场强度和磁通密度的边界条件。4. 分别写出电流连续性原理的积分方程和磁通连续性原理的积分方程，并解释方程的物理意义。三、 解答题（共50分）1. 自由空间中一半径为a的无限长导体圆柱，其中均匀流过电流I，求导体内外的磁感应强度。（10分）2. 总量为q的电荷均匀分布于球体中，分别求球内、外的电场强度。（15分）3. 一半径为a的导体球，作为接地电极深埋于地下，土壤的电导率为，求此电极的接地电阻。（10分）4. 电磁波在真空中传播，其电场强度矢量的有效值的复数表达式为 已知光速C=m/s，真空中波阻抗试求：（1） 工作频率。（2） 磁场强度矢量的复数表达式。（3） 坡印廷矢量的瞬时值和时间平均值。（15分） （试题完毕，共2页） 试 题 _2007_年_2008_年第 一 学期课程名称： 电磁场与电磁波 专业年级： 电子信息工程2005级 B卷参考答案和评分标准一、 填空题（每空2分，共30分）1、 均匀2、 03、 表面4、 总磁化电流5、 旋度6、切向7、8、右旋圆极化波9、10、频率11、12、013、14、波阻抗15、二、 简答题（每题5分，共20分）1. 波面上场强均匀分布的平面波称为均匀平面波。（1分）电场强度的方向随时间变化的规律称为电磁波的极化特性。（2分）两个振幅相等，相位相差的空间相互正交的线极化波合成为圆极化波。（2分）2. 平面波在空间没有移动，只是在原处上下波动，具有这种特点的电磁波称为驻波。（2分）行波的相位沿传播方向不断变化，而驻波的相位与空间无关。（3分）3. 磁通密度的法向分量连续（2分），由于是理想介质，所以在分界面上没有表面电流，磁场强度的切向分量也连续（3分）4. ，在恒定电流场中，电流密度通过任一闭合面的通量为零；（3分），磁通密度通过任一闭合面的磁通为零。（2分）三、 解答题1、建立圆柱坐标系，令圆柱的轴线为Z轴，那么由安培环路定律可知，在圆柱内线积分所包围的部分电流为，则，即，（5分）在圆柱外，线积分包围全部电流I，那么即 （5分）2、设球体的半径为a，用高斯定理计算球内，外的电场。由电荷分布可知，电场强度是球对称的，在距离球心为r的球面上，电场强度大小相等，方向沿半径方向。（2分） 在球外，ra，取半径为r的球面作为高斯面，利用高斯定理计算： （2分） （2分） 对球内，ra，也取球面作为高斯面，同样利用高斯定理计算： （2分） （5分） （2分）3、此题可利用静电比拟法，因为孤立导体球的电容为，（4分）所以由的比拟关系，电导。（6分）4、（1）由题意可得 （2分）所以工作频率 （2分）（2）磁场强度矢量的复数表达式为 其中波阻抗。（3分）（3）坡印廷矢量的瞬时值和时间平均值。电磁波的瞬时值为 （V/m）（2分） （A/m）（2分）所以，坡印廷矢量的瞬时值 W/（2分）同理可得坡印廷矢量的时间平均值 W/ （2分）