南理工电磁场与电磁波试题(2011-2012)(A卷).doc

南京理工大学课程考试试卷（学生用）课程名称： 电磁场与电磁波 学分： 3 大纲编号： 04021301 试卷编号： A 考试方式： 闭卷 满分分值： 100 考试时间： 120 分钟组卷日期：2011年1 月 10 日 组卷教师（签字）： 审定人（签字）： 学生班级： 学生学号： 学生姓名： 考生注意：所有答案（包括填空题）按试题序号写在答题纸上，写在试卷上不给分注：一、填空题和选择题（15分，第1-4题每空1分，第5题3分）1. 矢量场的旋度的 （A.散度；B. 旋度）为零，标量场的梯度的 （A.散度；B. 旋度）为零。2. 媒质对电磁场的响应可分为三种情况： 、 和 。描述媒质电磁特性的参数为： 、 和 。3. 理想介质中的均匀平面波是 （A. 色散波；B. 非色散波），导电媒质中的均匀平面波是 （A. 色散波；B. 非色散波）。4. 行波状态下的无损耗传输线上电压和电流相位 （A.相同；B.不同）；全驻波状态下的无损耗传输线上 （A.有；B.没有）功率传输。5沿+z方向传播的矩形波导中，横截面尺寸为，试根据理想导体边界条件判断下面哪个分量可能存在： 。A. B. C. D. 二、简答题 （12分）1. 试说明为什么单导体的空心或填充电介质的波导管不能传输TEM 波。（4分）2. 写出洛伦兹条件，并说明引入洛伦兹条件的意义？（4分）3. 分别写出时变电磁场在理想介质和理想导体分界面上的边界条件。（4分）4. 矩形形波导中的波是否存在色散？试简要 解释。（理想介质或导体均匀平面波的 特性）5. 为什么一般矩形波导测量线的纵槽开在波导的 中线上？6. 时谐场的瞬时坡印廷矢量与平均坡印廷矢量有何关系？是否有？ 7. 试写出复数形式的麦克斯韦方程组。8. 麦克斯韦方程组的四个方程是相互独立的吗？试简要 解释。9. 由麦克斯韦方程组推导电流连续性方程。 三、静电场中，媒质1为理想介质，媒质2为理想导体，试证明理想导体表面上标量电位的的边界条件（其中为媒质1介电常数，为导体表面电荷密度）。（10分）证明：在有电荷密度和电流密度的 均匀无耗媒质中，电场强度和磁场强度的波动方程为：，。 1 页 共 2页四、判断下列波的极化情况(说明是：线极化，圆极化还是椭圆极化，如果是圆极化或椭圆极化请说明是左旋还是右旋) （共12分，每小题3分）1. 2. 3. 4（右旋圆极化）（右旋圆极化）同轴线内导体半径为a ，外导体半径为b ，内外导体间填充的介电常数为e 的均匀介质，求同轴线单位长度的电容。计算平行双线传输线单位长度的自感。设导线的半径为a ，两导线的间距为D ，且 D a 。导线及周围媒质的磁导率为0 。PII五、在空气中传播的均匀平面波的电场强度的复数表示式为式中A为常数。求：（1）波矢量；（2）波长和频率；（3）A的值；（4）相伴磁场的复数形式；（5）平均坡印廷矢量。（14分）六、一均匀平面波沿+z 方向传播，其电场强度矢量为。（1）求相伴的磁场强度 ；（2）若在传播方向上 z = 0处，放置一无限大的理想导体平板， 求区域 z 0 中的电场强度和磁场强度；（3）确定反射电磁波的极化；（4）求理想导体板表面的电流密度。（15分）七、已知在2cm2cm的方形中空波导管中传播频率为10GHz的TE10波，TE10波电场分量瞬时表达式。（1） 试求，波导波长和相位常数；（2）求TE10波其它各场分量表达式；（3）求电磁波的相速和群速；（4）该波导还能传播哪些模式。（12分）八、有一段特性阻抗 的无耗均匀传输线，