电磁场与电磁波试题

1、电磁场与电磁波试卷(一)首先，填空(每题8分，共40分)1、在国际单位制中，电场强度的单位是_ _ _ _ _ _ _ _；电通量密度的单位是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _；磁场强度的单位是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；磁感应强度的单位是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _；真空中介电常数的单位是_ _ _ _ _ _。2.静电场和电势之间的关系是=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。的方向是从电位_ _ _ _ _ _到电位_ _ _ _。3.位移电流不同于传导电流，与电荷无关。只要电场随_ _ _ _ _ _变化，就会有位移电流；频率越高

2、，位移电流密度越大。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _内存在位移电流。4.在两种介质界面的两侧，电场的切向分量E1T-E2T=_ _ _ _ _ _ _ _；磁场的正常分量b1n-b2n为_ _ _ _ _ _ _ _ _；电流密度j1n-j2n的正常分量=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。5.平面电磁波沿Z轴传播的复数表达式是。二、计算试题(试题共60分)1、(15分)在真空中，有一个均匀的长度为l的均匀带电细棒，电荷的线密度是。找出横坐标延长线上的距离杆端为d的点p处的电场强。2.(10分)众所周知，同轴电容器的内导体半径是，外

3、导体的内半径是，用介电常数为的电介质填充a、r、b (b、c)部分，并计算其每单位长度的电容。3.(10点)长直螺线管，长度l=1.0 m，横截面积s=10 cm2，匝数n1=1000匝。N2=20匝的短线圈紧密缠绕在其中间部分。请计算这两个线圈的互感m。4.(10点)电路由两个半径R和R组成半圆导体和两个直导体，电流在其中流动。求中心点o处的磁感应强度。5.电场强度为V/m的电磁波在自由空间中传播。问：这个波是均匀平面波吗？请解释其传播方向。寻求：(1)波阻抗；(2)相位常数；(3)波长；(4)相速度；(5)大小和方向；(6)坡印亭矢量。电磁场与电磁波试卷(二)(1)问答(共50分)1.(1

4、0分)请写出时变电磁场麦克斯韦方程的积分形式和微分形式，并写出其辅助方程。2.(10分)在两种介质的界面上，当自由电荷的面积密度为s，面积电流密度为Js时，请写出边界条件的矢量表达式。3.(10分)什么是透射电镜波、透射电镜波、透射电镜波和透射电镜波？4.(10分)什么是抗辐射？什么因素与偶极天线的辐射电阻有关？5.滞后位置是什么？请简要描述它的意义。(2)计算题(共60分)1.(10分钟)在真空中，电偶极子电场中任意点M(r，)的电势为(其中p是电偶极矩)。试着找出m点的电场强度。2.(15分钟)半径为R的无限长圆柱体均匀带电，电荷体积密度是。请将其轴作为参考电位点，找出圆柱体内外的电势分布

5、。3.(10分钟)在Z轴上的线性电流I=3安培在它旁边放置一个矩形引线框，a=5m，b=8m，h=5m。最初，引线框部分的法线垂直于I(如图所示)，然后将截面旋转900，保持a和b不变，并使其法线平行于I.发现：两种情况下载流导线与矩形线框之间的互感m。(2)假设线框中有一个电流I=4安培，并计算它们之间的互感磁能。4.(10点)P是介质(2)中非常接近介质边界的点。众所周知，电介质外真空中的电场强度与其方向相同介质界面的夹角为。电介质界面上没有自由电负载存在。寻找：p点电场强度的大小和方向；5，(15个点)在半径为R、电荷密度为的球体中半径为r的均匀带电体内部有一个不带电荷的球形空腔，两者之

6、间的距离_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .2.等电位面的两个重要性质是：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

7、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .3.真空中的静电场是_ _ _ _ _ _场和_ _ _ _ _ _场。而恒定磁场为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。4.传导电流密度。位移电流密度。电场能

8、量密度we=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。磁场能量密度WM=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。5.平面电磁波沿Z轴传播的三角函数公式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；波速v=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，波阻抗=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，相位常数=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)计算问题(共50分)1.(10个点)如图所示，

9、内半径和外半径分别为r和r的同轴电缆，中间填充两个同心层：第一层 1=2 0，半径是r ；第二层 2=3 0。DC电压u现在被施加在内、外圆筒之间。求：电缆中各点的场强e。单位长度电缆的电容。单位长度电缆的电场能量。2.(10点)在平板上，面积为s，距离为d电容器填充有d/2的厚度和介电常数数字分别为r1和r2的介质。放两个电极的电容器该板连接到具有U0电压的DC电源。得到：电容器介质中的场强r1和R2；(2)电容器极板携带的电量；电容器中的电场能量。3.(10点)有一个半径为r的环流求：其圆心处的磁感应强度=？(2)在穿过圆心的垂直线上，距离圆心h的点p，即=?4.(10点)在Z轴原点放置一

10、个电偶极子天线。众所周知，电偶极子的轴向辐射场表达式为：得到：(1)y轴上o点r处的平均能量流密度。距离天线450和距离o点r处的平均能量流密度。5.(10点)有一个电偶极子天线，长度l=1m，激励波长=10m，激励波源电流幅值I=5a。尝试找出电偶极天线的辐射电阻Rr和辐射功率p。电磁场与电磁波学习总结第一章是场论的简要介绍1.方向导数和梯度的概念；方向导数与梯度的关系。2.通量的定义；散度的定义和作用。3.流通的定义；旋度的定义和作用；旋度的两个重要性质。4.场论的两个重要定理：高斯散度定理和斯托克斯定理。第二章静电场1.电场强度的定义和电力线的概念。2.点电荷场强公式和场强叠加原理；场强

11、计算实例。3.静电场的高斯定理；用高斯定理计算场强的方法和实例。4.电压、电势和电势差的概念；点电荷势公式；电势叠加原理。5.等电位面的定义；等电位面的性质；电势梯度，电势梯度和场强之间的关系。6.静电场环路定理的积分形式和微分形式，静电场的基本性质。7.势梯度的概念；电位梯度与电场强度的关系。8.导体的静态平衡条件；静电平衡中导体的性质。9.电偶极子的概念。10.电位移矢量；电位移矢量与场强的关系；介质中高斯定理的微分形式和积分形式：找出介质中的场强。11、介质中静电场的基本方程；介质中静电场的性质。12.独立导体的电容；两个导体之间的电容；电容器电容和电场的计算方法及实例。13、静电场的能

12、量分布和能量密度的概念。第三章电流场和恒定电场1、传导电流和电流的概念。2.电流强度和c的概念3.安培公式；磁感应强度矢量的定义；磁感应强度矢量的方向、大小和单位。4.洛伦兹力及其计算公式。5.电流元素产生的磁场元素：毕奥-萨伐尔定律；磁场叠加原理；磁感应线。计算磁场的方法和实例。6.磁通量的定义和单位。7.磁通连续性原理的微分和积分形式及其意义。8.通量源和涡旋源的定义。9.安培环路定律的积分形式和微分形式。10.安培环路定律的应用。11、磁场强度的定义、磁场强度的单位、磁场强度矢量与磁感应强度矢量的关系。12.磁介质中安培环路定律的积分形式和微分形式。13.用安培环路定律的积分形式计算磁感

13、应强度。14、磁通、磁链和自感。电感的计算方法和实例。15.互感；求互感的方法和例子。第五章时变电磁场1.法拉第电磁感应定律的积分和微分形式；感应电动势的正方向；感应电场的特性；感应电场和电力线的特性；感应电动势的计算实例。2.位移电流密度；位移电流的特性；广义安培环路定律的积分形式和微分形式；全电流连续性定律。3.麦克斯韦方程的积分形式、微分形式和辅助方程；这些方程的物理意义。4.电磁场的边界条件及其推导方法。5.理想导体表面的边界条件。6.电磁场的能量密度；坡印亭定理：坡印亭向量。第六章电磁波的传播1.无源空间电磁波一维波动方程(即方程6.1-4a至6.1-4f)解的物理意义；E0、H0、v、和k的物理意义2.平面电磁波的基本特性：波阻抗的概念。3.平面谐波电磁波的平均能量密度；平均能量流密度矢量。4.传播常数、相位常数和衰减常数的概念。5.电磁波在均匀导电介质中的传播规律：渗透深度的概念6.圆极化波和椭圆极化波的特性。7.反射定律和折射定律。8.半波损失、布儒斯特角、光学致密介质、光学致密介质和全反射的概念。第七章传输线和波导1.自由电磁波的概念；导波的概念。2.高频电磁波在传输线中传播的特性：“长线”和“短线”的概念。3.横向电磁波、横向无