电磁场考试题与参考答案

... . .. . .电磁波考题整理一、填空题某一矢量场，其旋度处处为零，则这个矢量场可以表示成某一标量函数的〔梯度〕形式。流连续性方程的积分形式为〔 jdS=-dq 〕s dt两个同性电荷之间的作用力是〔相互排斥的〕。单位面积上的电荷多少称为〔面电荷密度〕。静电场中，导体外表的电场强度的边界条件是：〔D1n-D2n=ρs〕矢量磁位A和磁感应强度B之间的关系式：〔B =▽xA〕cos〔wt-kz+〕，推断上述均匀平面电磁波的极化方式为：xm ym相速是指均匀平面电磁波在抱负介质中的传播速度。依据电磁波在波导中的传播特点，波导具有〔HP〕滤波器的特点。〔HP，LP，BP〕〔磁偶极子〕在远区产生的辐射场D=εE+P在真空中P〔0〕0平板电容器的介质电容率越大，电容量越 13.恒定电容不会随时间〔变化而变化〕恒定电场中沿电源电场强度方向的闭合曲线积分在数值上等于电源的〔电动势〕电源外媒质中电场强度的旋度为0。在给定参考点的状况下，库伦规保证了矢量磁位的〔散度为零〕在各向同性媚质中，磁场的关心方程为(D=εE, B=μH,J=σE)平面电磁波在空间任一点的电场强度和磁场强度都是距离和时间的函数。时变电磁场的频率越高，集肤效应越明显。反映电磁场中能量守恒与转换规律的定理是坡印廷定理。二、名词解释矢量：既存在大小又有方向特性的量反射系数：分界面上反射波电场强度与入射波电场强度之比4.无散场：散度为零的电磁场,即·=0。4.无散场：散度为零的电磁场,即·=0。5.电位参考点：一般选取一个固定点，规定其电位为零，称这一固定点为参考点。当取点为参考==便，此时=。8.电磁波的波长：空间相位变化所经过的距离称为波长，以表示。按此定义有，所8.电磁波的波长：空间相位变化所经过的距离称为波长，以表示。按此定义有，所以。以。坡印廷定理电磁场的能量转化和守恒定律称为坡印廷定理：每秒体积中电磁能量的增加量等于从包围体积的闭合面进入体积功率。线性均匀且各向同性电介质假设煤质参数与场强大小无关，称为线性煤质。假设煤质参数与场强方称为各向同性煤质。安培环路定理在真空中磁感应强度沿任意回路的环量等于真空磁导率乘以与该回路相交链的电流的代数和。布儒斯特角(P208)对于非磁性媒质，均匀平面电磁波平行极化斜入射，在某一入射角时没有反射，即发生全投射，这个〔入射〕角即为布儒斯特角〔即θ=θ〕。i B14.临界角(P208)角度时，发生全反射现象，这一角即临界角，记为θc。15.相位匹配条件〔P200〕入射波传播矢量、反射波传播矢量和透射波传播矢量沿介质分界面的切向重量相等〔即k=k=k,k=k=k〕,这一结论称为相位匹配条件。

ix rx txiy ry ty三、简答题从电场和磁场的能量体密度公式动身，比较一般状况下有ω>ωm e静电场的能量密度ωω=(1/2)E·De， e磁场能量密度ωω〔1/2〕B·Hm， m=ωm>ωe。)δfμ，电导率σ的关系δ=〔1/πfμσ〕1/2(m)〔电导率越大〕，工作频率越高，则集肤深度越小。3.如何由电位求电场强度，试写出直角坐标系下的表达式〔27页〕

+ e+

xex y y

zez

xex

y

zez4.传导电流，位移电流，运流电流是如何定义的，各有什么特点〔52页130〕特点：适用于导体或半导体中，听从欧姆定律，焦耳定律特点：适用于真空或气体中，不听从欧姆定律，焦耳定律位移电流是，电位移矢量随时间的变化率。〔这个定义没找着，在网上查的〕... . .. . .5.电场强度一样时，电介质中的电能体密度为什么比真空中的大.因能量密度We

12 E2而2电

，所以在E一样时W W0e电 e00均匀平面电磁波的特点答案：均匀平面电磁波是指等相位面为无限大平面，且等相位面上各点的场强大小相等，方向一样其它坐标无关。麦克斯韦的位移电流假设的重要意义〔不确定 课本123页〕1、位移电流与传导电流相互联结，构成闭合电流〔全电流〕Is=Ic+ID2、使稳恒磁场的安培环路定理对非稳恒磁场也成立。这个可能不全，期望大家准时补充。一块金属在均匀磁场中匀速移动，金属中是否会有涡流，为什么？化。在争论突变电磁场中，引入哪些函数，写出他们与场矢量之间的关系。简述电磁波的波长和相位常数的根本定义〔〕电磁波的传播方向垂直于电场与磁场构成的平面电磁波的相位常数：当电磁波沿均匀介质传播时，每单位长度电磁波的相位移〔个人观点仅供参考〕相位常数：当电压或电流波沿均匀线传播是，每单位长度的电压波或电流的相位移〔〕据电荷守恒原理推导时变场中的电流连续性方程〔仅供参考〕为什么在静电场分析时，考虑电介质的作用?实质上就是这些电偶极子产生的电场。〔P31〕四、单项选择题1.ESI〔〕A、库/m2 B、V C、V/m 这是国际单位制导出表：答案：C矢 量 磁 位 A H B.B C.J D.E答案：B

旋 度 ， 等 于 ( )磁介质在外部磁场作用下，在介质部出现( )自由电流 B.极化电流 C.运流电流 D.磁偶极子答案：D恒定电流电场的J〔电流密度〕与电场强度E的一般关系式是( A.E=γJB.J=γEC.J=γ(E+ED.J=γ(E-E局外)答案：B平行板电容器极板间电介质有漏电时，则在其介质与空间分界面处( )A.EDJ答案：C恒定电流场的边界条件为：电流密度J在通过界面时其法线重量连续，电场强度E的切向重量连续。同轴电感导体间的电容C，当其电介质增大时，则电容C〔 A减小 B增大 C不变 D按e的指数变化答案B... . .. . .=〔3x-3y〕+〔x-z〕+(2y-2x)ρ〔〕3ε0

3/ε0

C.3 D.0ρ =▽▪D，▽D=〔3x-3y〕x〔x-z〕y+〔2y-2x〕z=3答案：C8.运流电流是由以下〔A真空中自由电荷〕B电介质中极化电荷移动C导体中的自由电荷移动答案：AD磁化电流移动SS〔〕A与E一样 B与E垂直 C与H垂直 答案D电场能量体密度〔〕A.ED答案：B

B.1/2ED C.BH D1/2EH时变磁场中，有一运动的导体回路速度为V。这在下述状况下导体回路中既有发动机电动势，又有变压器电动势，〔〕电动势最大。A.VB、E平行C.VE、B垂直最大

B.VE、B呈任意角度D.不能确定和磁通量的变化。〔切割磁感线〕答案：C磁介质中的磁场强度由〔〕产生。A自由电流 B束缚电流 C磁化电流 D运流电流答案：C时变场中如动态位矢量磁位和动态磁位则由与B和E的关系式可〔DA B只由A确定，与ψ无关 B B和E均与A、ψ有关C E只与ψ有关，B只与A有关 D E与A和ψ有关，B只与A有关静电场中试验电荷受到的作用力与试验电荷量成〔〕关系

B反比 C平方 D平方根导体在静电平衡下，其部电场强度〔〕

B为0 C不为0 D不确定极化强度与电场强度成正比的电介质，称为〔〕电介质

B各向同性 C线性 D可极化均匀导电媒质的电导率，不随〔〕变化B

B空间位置 C时间 D温度时变电磁场中，感应电动势与材料电导率成〔〕A.正比 B.反比 C.平方 D.无关磁场能量存在于〔〕区域A

电流源 C.电磁场耦合 D.电场真空中均匀平面波的波阻抗为( )A.237Ω B.337ΩD

C.277Ω D.377Ω以下哪个导波装置可以传输TEM波〔〕... . .. . .A空心波导 B圆波导 C矩形波导 D同轴线TETM答案：D电偶极子天线，辐射远区场，磁场与距离的关系〔〕D答案：A五、大题例5-9设区域Ⅰ(z<0ε

=1,σ=0；区域Ⅱ(z>0)的媒质参数ε

=20,σ=0。区域Ⅰ中的电场强度为2

r1 r1 1

r2 r2Ee[60cos(15108t5z)20cos(15108t5z)](V/m)1 x区域Ⅱ中的电场强度为2 x试求：A；磁场强度H1

H；21

H满足边界条件。2解：(1)在无耗媒质的分界面z=0Ee[60cos(15108t)20cos(15108t)]xe80cos(15108t)xEeAcos(15108t)xEE1 2

A恰好为切向电场，

依据麦克斯韦方程EH11 1t有1H1E1

e

1E1t 111

y t1ey

[300sin(15108t5z)100sin(15108t5z)]1所以He

/m)同理，可得He[0.1061cos(15108t50z)](A/m)ycos(15108t)]ycos(15108t)]y514无源(ρ=0,J=0)的自由空间中，时变电磁场的电场强度复矢量k、E为常数。求：0磁场强度复矢量；坡印廷矢量的瞬时值；解：(1)..场强度振幅值为2V/m，从空气垂直入射到ε=4、μ场强度振幅值为2V/m，从空气垂直入射到ε=4、μ=1的r r抱负介质平面上，求：(1)反射系数、透射系数、驻波比；(2)入射波、反射波和透射波的电场和磁场；. . .... . .. . .(3)入射功率、反射功率和透射功率。xz6-13