电磁场与电磁波答案()

1、.电磁场与电磁波答案(4)一、判断题（每题2分，共20分）说明：请在题右侧的括号中作出标记，正确打，错误打 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101.在静电场中介质的极化强度完全是由外场的强度决定的。2.电介质在静电场中发生极化后，在介质的表面必定会出现束缚电荷。3.两列频率和传播方向相同、振动方向彼此垂直的直线极化波，合成后的波也必为直线极化波。4.在所有各向同性的电介质中，静电场的电位满足泊松方程。5.在静电场中导体内电场强度总是为零，而在恒定电场中一般导体内的电场强度不为零，只有理想导体内的电场强度为零。6.理想媒质和损耗媒质中的均匀平面波都是TEM波。7.对于静电场问题，保持场域内电

2、荷分布不变而任意改变场域外的电荷分布，不会导致场域内的电场的改变。8.位移电流是一种假设，因此它不能象真实电流一样产生磁效应。9.静电场中所有导体都是等位体，恒定电场中一般导体不是等位体。10.在恒定磁场中，磁介质的磁化强度总是与磁场强度方向一致。二、选择题（每题2分，共20分）（请将你选择的标号填入题后的括号中）1. 判断下列矢量哪一个可能是静电场（ A ）。A B C D2. 磁感应强度为, 试确定常数a的值。（ B ）A B-4 C-2 D-53. 均匀平面波电场复振幅分量为，则极化方式是（ C ）。A右旋圆极化 B左旋圆极化 C右旋椭圆极化 D左旋椭圆极化4. 一无限长空心铜圆柱体载有

3、电流I，内外半径分别为R1和R2，另一无限长实心铜圆柱体载有电流I，半径为R2，则在离轴线相同的距离r（rR2）处（ A ）。A两种载流导体产生的磁场强度大小相同B空心载流导体产生的磁场强度值较大C实心载流导体产生的磁场强度值较大5. 在导电媒质中，正弦均匀平面电磁波的电场分量与磁场分量的相位（ B ）。A相等 B不相等 C相位差必为 D相位差必为 6. 两个给定的导体回路间的互感 ( C )A与导体上所载的电流有关 B与空间磁场分布有关C与两导体的相对位置有关 D同时选A，B，C7. 当磁感应强度相同时，铁磁物质与非铁磁物质中的磁场能量密度相比（ A ）。A非铁磁物质中的磁场能量密度较大 B

4、铁磁物质中的磁场能量密度较大C两者相等 D无法判断8. 一般导电媒质的波阻抗(亦称本征阻抗)的值是一个。（ C ）A实数 B纯虚数 C复数 D可能为实数也可能为纯虚数9. 静电场在边界形状完全相同的两个区域上满足相同的边界条件，则两个区域中的场分布（ C ）。A一定相同 B一定不相同 C不能断定相同或不相同10. 静电场的唯一性定理是说：（ C ）。A满足给定拉普拉斯方程的电位是唯一的。B满足给定泊松方程的电位是唯一的。C既满足给定的泊松方程，又满足给定边界条件的电位是唯一的。三、填空题（每空2分，共10分）1. Faraday电磁感应现象的物理本质是： 变化的磁场将产生涡旋电场 。2. 在时

5、变场中的理想导体表面，磁场与表面 平行 。3. 库仑规范限制了矢量磁位的 多值性 。4. 理想介质条件是： 均匀且各向同性的无耗媒质 。5. 一半径为 a 的圆柱形导体在均匀外磁场中磁化后，导体内的磁化强度为, 则导体表面的磁化电流密度为。四、简答题（每题5分，共10分）1.镜像法的理论依据是什么？用镜像法求解静电场问题的基本原理是什么？镜像法的理论依据是静电场的唯一性定理。根据这个定理，只要不改变场域内的电荷分布也不改变场域边界上的条件，就不会改变原电场的分布（2分）。用镜像法求解静电场问题的的基本原理，就是用场域外的镜像电荷等效的取代场域的物理边界，也就是等效取代场域物理边界上的感应电荷或

6、束缚电荷对域内电场的贡献，从而将有界空间问题转化为无界空间问题求解。这种等效取代所应满足的条件就是，添加的域外电荷与原有电荷共同产生的场，在原场域边界上所满足的条件不变（3分）。2.什么是传导电流、运流电流、位移电流；它们有什么区别和共同点？传导电流是导电物质中，自由电荷在电场的作用下发生定向移动所形成的电流（1分）；运流电流是在不导电的空间中，电荷随带电物体（或粒子）作机械运动而形成的电流（1分）；位移电流是变化的电场产生的等效电流（1分）。传导电流和运流电流都与电荷及其运动相联系，而位移电流与电荷无关，它们的共同之处在于都能产生磁效应（2分）。五、推导和计算题（40分）1. （10分）由M

7、axwell方程组出发，推导理想介质无源区内电场和磁场的波动方程。解：Maxwell方程组在理想介质中，有：，且为常量无源区有： ，所以Maxwell方程组化为： （4分）对第二式求旋度： （2分）而 （2分）故： 同理： （2分）此即电场和磁场的波动方程。2. （10分）半径为磁导率的无限长载流导体圆柱，电流密度为（为常量，z轴与圆柱体轴线重合）。求导体表面磁化面电流密度。解：采用圆柱面坐标系。 由对称性知 ， 因而 （2分）以原点为圆心，为半径，在oxy平面作圆形闭合回路C，且C的绕行方向与成右手螺旋关系。由 （2分）其中 ， ， 即 （2分） （2分） （2分）3. （10分）将一无穷大

8、导体平板折成如图的90角并接地，两点电荷Q1=Q2=2C分别位于如图的30和60射线上，离顶点距离均为1m，现欲采用镜像法求两点电荷所在区域内的场。（1）请在图中标出所有镜像电荷的位置。（4分）（2）请写出各镜像电荷的电量。（3分）（3）请写出各镜像电荷的坐标。（3分）oQ1Q2Q4Q3Q8Q7 Q5Q6解：镜像电荷Q3 、Q4 、Q5 、Q6 、Q7 、Q8 的电量分别为：Q3=Q4=Q7=Q8=-2C, Q5=Q6=2C各镜像电荷的坐标分别为：Q3: (,), Q4: (,)Q5: (,), Q6: (,)Q7: (,), Q8: (,)4. （10分）在，的导电媒质中，一正弦均匀平面波沿+z