2022年《电磁场与电磁波》大作业A答案

1、精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -西南高校网络与连续训练学院课程考试答题卷学号：姓名：层次：专升本类别：网教专业：电气工程及其自动化201 5年 12月课程名称【编号】：电磁场与电磁波【 1081】A卷题号一二三四五总分评卷人 得分（横线以下为答题区）一、分析题（共 40 分，每题 10 分）答：斜入射的匀称平面波都可以分解为两个正交的线极化波:一个极化方向与入射面垂直，称为垂 直极化波；另一个极化方向在入射面内，称为平行极化波；3、矩形波导的传播特性参数有哪些？答：传播常数、截止频率、相速度、群速度、波导波长、波阻抗等；4、阐述天线分类中的任意三种分类

2、方式；答：按天线特性分类从方向性分：有强方向性天线、弱方向性天线、定向天线、全向天线、针状波束天线、扇形波束天线等；从极化特性分：有线极化天线、圆极化天线和椭圆极化 天线；线极化天线又分为垂直极化和水平极化天线；从频带特性分：有窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线；按天线上电流分布分类有行波天线、驻波天线；按使用波段分 类有长波、超长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线；二、运算题（共 60 分，每题 10 分）1、 阐述任意抱负介质中匀称平面电磁波的传播特性；5、给定矢量Aex9eyez ， B2ex4ey3ez ，求：答：（ a）匀称平面电磁波的电场强度矢量和磁场强度矢量均与传

3、播方向垂直，没有传播方向的重量，1AB ； 2A B ； 3AB即对于传播方向而言，电磁场只有横向重量，没有纵向重量； 这种电磁波称为横电磁波或称为TEM 波；答：（ 1） 3ex13ey2ez ；（ 2） 35；（ 3）31ex5ey14ez（ b）电场、磁场和传播方向相互垂直，且满意右手定就；（ c）电场和磁场相位相同，波阻抗为纯电阻性；1ABex9eyez2ex4ey3ez3ex13ey2ez（ d）复坡印廷矢量为：2A Bex9eyez2ex4ey3ez23633511E *E2*-jkzexeyezeeeSEH=ex E0e0jkz0myzABe9ee2e4e3e19131e5e14

4、e从而得坡印廷矢量的时间平均值为222xyzxyzxyz243SavRe S2Eze0m26、设答： x, y, z3x2 yy3 z2 求在点 M1, 2,1处的；平均功率密度为常数，说明与传播方向垂直的全部平面上，每单位面积通过的平均功率都相同，电磁12ex9ey16ezeee6 xye3x23 y2 z e2 y3e12e9e16e波在传播过程中没有能量缺失沿传播方向电磁波无衰减；xyzxyzxyzxyze 任意时刻电场能量密度和磁场能量密度相等，各为总电磁能量的一半；2、斜入射的匀称平面波可以分解为哪两个正交的线极化波？7、一个半径为a 的球体匀称分布着体电荷密度 C m3内外的电场强

5、度及电位分布；的电荷，球体内外介电常数均为0 ，求球体精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -解：采纳球坐标系分析此题（只涉及了一个变量半径r，并未涉及其他角度变量）； 在 ra 的区域， 高斯面是一个与这个球体相同球心，以 r 为半径的球面， 所包围的电荷是a，34由式（ 2.59），故感应电动势为dabBcostcos4r 2 Ea 3003odt0b) 线圈以角速度绕 x 轴旋转时，法向单位矢量n 的方向随时间变化；在t 时刻， n 与

6、 y 轴的夹a30E o3r 2 er （ V m ）角0t ,所以求解电势：由于电荷分布在有限区域，可选无穷远点为参考点；就B dSey B0 sinStnabB0 ab sintcos0t在 ra 时irriaoa32 06 0dt9、一个半径为a 的导体球的电位为U ，设无穷远处为零电位；求球内、外的电位分布；解：导体球是等位体，所以球内各点的电位均为U；roE odr3 0 rV球外的电位满意拉普拉斯方程8、单匝矩形线圈置于时变场B ey B0 sint 中，如下列图；初始时刻，线圈平面的法向单位矢量n 与y 轴成0 角；求：a) 线圈静止时的感应电动势；两次积分，通解为依据边界条件求常数，边界条件如下；1r=a时=U. 2 r精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -由上述边界条件，确定常数为：A=-aU,B=0, 代入通解得10、半径为a 的无限长直导线通有电流I ,试运算导体内外的磁场强度；解：在H=在H=精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页，共 4 页 - - - - -