厦门理工学院《电磁场与电磁波》2025-2026学年期末试卷

厦门理工学院《电磁场与电磁波》2025-2026学年期末试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1.在电磁场理论中，描述麦克斯韦方程组的完备性的是（）。

A.高斯电场定律B.法拉第电磁感应定律C.安培-麦克斯韦定律D.以上都是

2.电磁波在自由空间中传播时，其电场强度和磁场强度之间的关系是（）。

A.互相垂直B.互相平行C.同向传播D.无关

3.坡印廷矢量的物理意义是（）。

A.电磁场的能量密度B.电磁场的功率密度C.电磁场的动量密度D.电磁场的质量密度

4.在均匀介质中，电磁波的传播速度取决于（）。

A.电磁场的频率B.电磁场的强度C.电磁场的相位D.电磁场的振幅

5.赫兹实验验证了电磁波的存在，其实验中使用的核心设备是（）。

A.电容器B.电感器C.天线D.检波器

6.电磁波在介质界面上的反射和折射现象可以用（）来解释。

A.麦克斯韦方程组B.菲涅尔公式C.坡印廷定理D.惠更斯原理

7.电磁波在金属导体中传播时，其衰减的主要原因是（）。

A.介电损耗B.磁滞损耗C.电阻损耗D.空间电荷效应

8.电磁波的极化是指其电场矢量的（）。

A.方向B.大小C.相位D.变化速率

9.电磁波在光纤中传播时，其主要传输模式是（）。

A.纵向模式B.横向模式C.螺旋模式D.球面模式

10.电磁波的色散现象是指其传播速度随（）的变化而变化。

A.频率B.波长C.相位D.振幅

二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）

1.麦克斯韦方程组包括哪些定律？（）

A.高斯电场定律B.法拉第电磁感应定律C.安培-麦克斯韦定律D.高斯磁场定律E.洛伦兹力定律

2.电磁波在介质中传播时，其传播速度与哪些因素有关？（）

A.介质的介电常数B.介质的磁导率C.介质的电导率D.电磁波的频率E.电磁波的振幅

3.电磁波的极化方式有哪些？（）

A.线性极化B.圆极化C.椭圆极化D.横向极化E.纵向极化

4.电磁波在金属导体中传播时，其衰减的主要原因有哪些？（）

A.介电损耗B.磁滞损耗C.电阻损耗D.空间电荷效应E.散射损耗

5.电磁波在光纤中传播时，其主要传输模式有哪些？（）

A.纵向模式B.横向模式C.螺旋模式D.球面模式E.模式色散

三、（判断题、填空题）（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

1.判断题（请判断下列说法的正误，并简要说明理由）

（1）电磁波在真空中传播时，其速度总是恒定的。

（2）电磁波的极化方式与其传播速度有关。

（3）电磁波在金属导体中传播时，其衰减主要由电阻损耗引起。

（4）电磁波在光纤中传播时，其主要传输模式是模式色散。

（5）电磁波的色散现象与其频率有关。

2.填空题（请根据所学知识，填写以下空格）

（1）麦克斯韦方程组包括高斯电场定律、法拉第电磁感应定律、______和______。

（2）电磁波在自由空间中传播时，其传播速度为______，这是由真空的介电常数和磁导率决定的。

（3）电磁波的极化方式有线性极化、______和______，其中线性极化是指电场矢量在垂直于传播方向的平面内沿直线振动。

（4）电磁波在金属导体中传播时，其衰减主要由______引起，这是因为金属导体中的自由电子会与电磁波相互作用，导致电磁波的能量转化为热能。

（5）电磁波在光纤中传播时，其主要传输模式是______，这是因为光纤的几何结构会导致电磁波在不同模式之间发生干涉和衍射，从而产生模式色散。

四、（材料分析题）（本大题共1小题，共20分）

材料一：赫兹实验验证了电磁波的存在。实验中，赫兹使用了一个振荡偶极子作为发射源，另一个开路金属环作为接收器。当振荡偶极子产生电磁波时，电磁波会在金属环中感应出电流，从而产生火花。赫兹通过测量火花的位置和强度，验证了电磁波的存在及其传播特性。

材料二：电磁波在光纤中传播时，其主要传输模式是横向模式。光纤的几何结构决定了电磁波只能在纤芯中传播，而不能在包层中传播。由于纤芯的直径非常小，电磁波在不同模式之间会发生干涉和衍射，从而产生模式色散。模式色散会导致不同模式的电磁波在光纤中传播速度不同，从而引起信号失真。

请根据以上材料，回答以下问题：

（1）赫兹实验中，振荡偶极子和金属环分别起到了什么作用？

（2）电磁波在光纤中传播时，为什么其主要传输模式是横向模式？

（3）模式色散对电磁波在光纤中传播有什么影响？

（4）如何减少模式色散对电磁波在光纤中传播的影响？

五、（材料分析题）（本大题共1小题，共25分）

材料一：电磁波在金属导体中传播时，其衰减主要由电阻损耗引起。金属导体中的自由电子会与电磁波相互作用，导致电磁波的能量转化为热能。电阻损耗的大小与金属导体的电导率、电磁波的频率以及金属导体的几何结构有关。为了减少电阻损耗，可以采用高电导率的金属材料，或者增加金属导体的截面积。

材料二：电磁波的极化是指其电场矢量的方向。电磁波的极化方式有线性极化、圆极化和椭圆极化。线性极化是指电场矢量在垂直于传播方向的平面内沿直线振动；圆极化是指电场矢量在垂直于传播方向的平面内沿圆周振动；椭圆极化是指电场矢量在垂直于传播方向的平面内沿椭圆振动。极化方式对电磁波的应用有很大影响，例如，在无线通信中，为了减少信号干扰，通常采用线性极化或圆极化。

请根据以上材料，回答以下问题：

（1）电磁波在金属导体中传播时