长春电子科技学院《工程电磁场》2025-2026学年期末试卷

长春电子科技学院《工程电磁场》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。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.在静电场中，高斯定律可以表述为∇·D=ρ，其中D表示电位移矢量，ρ表示电荷密度。若一个封闭曲面内有净电荷，则通过该曲面的电通量一定不为零。下列说法正确的是

A.电位移矢量D仅与自由电荷有关，与束缚电荷无关

B.高斯定律仅适用于静止电荷产生的静电场

C.若封闭曲面内净电荷为零，则曲面上任意一点的电位移矢量D一定为零

D.通过封闭曲面的电通量仅与曲面内的自由电荷有关，与曲面外的电荷无关

2.在稳恒电流场中，电流密度J与电场强度E之间的关系可以用欧姆定律微分形式描述，即J=σE，其中σ表示电导率。对于非均匀导电介质，下列说法正确的是

A.电流密度J的方向总是与电场强度E的方向相反

B.电导率σ仅与材料的物理性质有关，与温度无关

C.在非均匀导电介质中，欧姆定律微分形式仍然成立，但需要考虑材料的各向异性

D.稳恒电流场中，电场强度E的方向总是与电流密度J的方向相同

3.在电磁波传播过程中，电场强度E、磁场强度H和波传播方向三者之间满足右手螺旋关系。对于自由空间中的电磁波，下列说法正确的是

A.电场强度E和磁场强度H的方向总是相互垂直

B.电磁波在自由空间中的传播速度仅与介质的电磁参数有关，与频率无关

C.电磁波的能流密度S可以用Poynting矢量表示，即S=E×H

D.电磁波在自由空间中的传播速度等于光速c，与频率有关

4.在传输线理论中，特性阻抗Z0是描述传输线特性的重要参数。对于理想传输线，下列说法正确的是

A.特性阻抗Z0仅与传输线的几何参数有关，与工作频率无关

B.当传输线终端接匹配负载时，传输线上不存在反射波

C.特性阻抗Z0的单位是欧姆，其数值仅取决于传输线的物理结构

D.对于非理想传输线，特性阻抗Z0会随工作频率的变化而变化

5.在电磁场理论中，矢量位A和标量位φ是描述电磁场的重要物理量。下列说法正确的是

A.矢量位A和标量位φ的引入是为了简化电磁场方程的求解

B.矢量位A与磁场强度H之间满足关系H=∇×A

C.标量位φ与电场强度E之间满足关系E=-∇φ

D.矢量位A和标量位φ的引入仅适用于静态电磁场

6.在电磁波辐射问题中，天线辐射的电磁波功率与天线的几何尺寸、工作频率和辐射效率等因素有关。下列说法正确的是

A.天线辐射的电磁波功率仅与天线的辐射效率有关，与天线的几何尺寸无关

B.天线辐射的电磁波功率可以用辐射方向图来描述，方向图越尖锐，辐射功率越大

C.对于点源天线，辐射方向图是球对称的，其辐射功率与距离的四次方成反比

D.天线辐射的电磁波功率仅与工作频率有关，与天线的几何尺寸无关

7.在电磁场数值计算中，有限差分法是一种常用的数值方法。下列说法正确的是

A.有限差分法适用于求解稳态电磁场问题，但不适用于时变电磁场问题

B.有限差分法的精度取决于网格尺寸，网格尺寸越小，计算精度越高

C.有限差分法在处理边界条件时需要引入额外的边界条件，这会影响计算精度

D.有限差分法在处理复杂几何形状时需要将其离散为简单的几何形状，这会影响计算精度

8.在微波电路设计中，传输线理论是重要的理论基础。下列说法正确的是

A.传输线理论仅适用于均匀传输线，不适用于非均匀传输线

B.传输线上的反射系数可以用输入阻抗和特性阻抗来表示，即Γ=(Zin-Z0)/(Zin+Z0)

C.传输线上的驻波比可以用反射系数的模长来表示，即S=1/|Γ|

D.传输线理论在处理传输线上的损耗时需要考虑导体损耗和介质损耗，但不需要考虑辐射损耗

9.在电磁场理论中，边界条件是求解电磁场问题的重要条件。下列说法正确的是

A.在理想导体表面，电场强度E的法向分量一定为零

B.在理想介质分界面处，磁场强度H的切向分量连续

C.在理想介质分界面处，电场强度E的切向分量一定连续

D.在理想导体表面，磁场强度H的法向分量一定为零

10.在电磁场数值计算中，有限元法是一种常用的数值方法。下列说法正确的是

A.有限元法适用于求解稳态电磁场问题，但不适用于时变电磁场问题

B.有限元法的精度取决于网格尺寸，网格尺寸越小，计算精度越高

C.有限元法在处理边界条件时需要引入额外的边界条件，这会影响计算精度

D.有限元法在处理复杂几何形状时需要将其离散为简单的几何形状，这会影响计算精度

二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）

1.在静电场中，高斯定律可以表述为∇·D=ρ，其中D表示电位移矢量，ρ表示电荷密度。下列说法正确的有

A.电位移矢量D仅与自由电荷有关，与束缚电荷无关

B.高斯定律仅适用于静止电荷产生的静电场

C.若封闭曲面内净电荷为零，则曲面上任意一点的电位移矢量D一定为零

D.通过封闭曲面的电通量仅与曲面内的自由电荷有关，与曲面外的电荷无关

E.高斯定律可以用来计算任意形状封闭曲面上的电通量

2.在稳恒电流场中，电流密度J与电场强度E之间的关系可以用欧姆定律微分形式描述，即J=σE，其中σ表示电导率。下列说法正确的有

A.电流密度J的方向总是与电场强度E的方向相反

B.电导率σ仅与材料的物理性质有关，与温度无关

C.在非均匀导电介质中，欧姆定律微分形式仍然成立，但需要考虑材料的各向异性

D.稳恒电流场中，电场强度E的方向总是与电流密度J的方向相同

E.电流密度J的大小与电场强度E的大小成正比，与电导率σ成正比

3.在电磁波传播过程中，电场强度E、磁场强度H和波传播方向三者之间满足右手螺旋关系。对于自由空间中的电磁波，下列说法正确的有

A.电场强度E和磁场强度H的方向总是相互垂直

B.电磁波在自由空间中的传播速度仅与介质的电磁参数有关，与频率无关

C.电磁波的能流密度S可以用Poynting矢量表示，即S=E×H

D.电磁波在自由空间中的传播速度等于光速c，与频率有关

E.电磁波在自由空间中传播时，电场强度E和磁场强度H的振幅随距离衰减

4.在传输线理论中，特性阻抗Z0是描述传输线特性的重要参数。下列说法正确的有

A.特性阻抗Z0仅与传输线的几何参数有关，与工作频率无关

B.当传输线终端接匹配负载时，传输线上不存在反射波

C.特性阻抗Z0的单位是欧姆，其数值仅取决于传输线的物理结构

D.对于非理想传输线，特性阻抗Z0会随工作频率的变化而变化

E.特性阻抗Z0描述了传输线上的电压波和电流波的相位关系

5.在电磁场理论中，矢量位A和标量位φ是描述电磁场的重要物理量。下列说法正确的有

A.矢量位A和标量位φ的引入是为了简化电磁场方程的求解

B.矢量位A与磁场强度H之间满足关系H=∇×A

C.标量位φ与电场强度E之间满足关系E=-∇φ

D.矢量位A和标量位φ的引入仅适用于静态电磁场

E.矢量位A和标量位φ的引入可以用来描述时变电磁场

三、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）

1.简述静电场中高斯定律的物理意义及其应用条件。

2.简述稳恒电流场中欧姆定律微分形式的物理意义及其应用条件。

3.简述电磁波在自由空间中传播的特性及其影响因素。

四、材料分析题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

材料一：

在静电场中，一个半径为R的球形导体，其表面均匀分布着电荷，电荷密度为σ。现假设在距离球心为r（r>R）处放置一个电偶极子，其电偶极矩为p。求在距离球心为r处，导体表面上的电场强度E和电势φ。

材料二：

在稳恒电流场中，一个无限长的圆柱形导电体，其半径为a，电导率为σ。现假设在导电体内存在一个半径为b（b<a）的空洞，空洞内充满电导率为σ'的介质。求导电体内外的电流密度分布。

五、论述题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

材料一：

在电磁波辐射问题中