度电磁场与电磁波8学时考试复习

1、、基本概念； 1指出下列变量的单位： 电场强度、磁场强度、坡印廷向量、电位、 极化强度、电通量密度、磁化强度、电感、 能量密度、介电常数、传播常数、波阻抗、 衰减常数、集肤深度、电偶极矩、导纳、 2解释名词： 散度、旋度、电场强度、传导电流、运流电流、位移电流、电位、梯度、电偶极子、磁偶 极子、束缚电荷、束缚电流、极化强度、磁化强度、电容、电感、互感、能量密度、恒定 电场、等位面、漏电流、铁磁物质、磁通、平面波、均匀平面波、坡印廷向量、TEM波、 波长、集肤深度、色散、线极化、圆极化、行波、驻波、反射系数、透射系数、驻波系数 TE波、TM波、理想导体、理想介质 3.主要内容： 电场、磁场边界条

2、件；电场与电位的关系；真空中的电场；介质中的电场；真空中的磁 场；介质中的磁场；高斯定律；安培环路定律；同轴电缆中电场磁场计算；磁通量的计 算；直导线对线框的作用力；同轴线电容、漏电流、电导计算；电磁波瞬时和复振幅表示 及转换；复坡印廷向量，坡印廷向量平均值；波长、相速、波阻抗计算；电磁波在导电媒 质中的衰减；任意方向电磁波的表示、平面波电磁场之间的关系；入射波、反射波的计 算、电磁波入射到理想介质时发生全透射、全反射的条件 二、填空题： 电场的最基本特征就是电场对或的都有作用力。 .在静电场中，导体内电场等于，导体是体，导体表面是, 电力线于导体表面。而在恒定电场中，导体内部可能存在。 在恒

3、定电场中有 I =0,它说明在均匀内部虽然有恒定电流，但没有 _，恒定电荷只能分布在导体。 在导电媒质中，平均磁能密度比平均电能密度。这正是由于0所引起的 所致，因为它激发了附加。 当均匀平面波垂直入射到两种理想介质分界面时，入射侧的合成波一般是 波，只有在状态下，界面无反射，合成波是波。 .全电流包括、和。 当磁力线从进入到时，一侧的于分 界面。 .高频电磁场只能存在于导体的，这个现象称。电磁波场强 振幅衰减到 处 时的深度称为。 介质在外电场作用下，内部的形成，对外呈 从而改变了原来的。 当电磁波斜入射到理想介质时，只有波在时可发生全折射，而 波在不同介质表面上任何时候都有。 ? 当任意极

4、化电磁波由 射到时当入射角满足都会发 生全反射。 ? TEM波的特点是、方向与方向相互。 (1 (2 判断与选择 任意时变电磁场在空间都形成电磁波。 (6 电场强度相同的地方电位不一定相等。 (7 电容的大小由导体的电位确定。 通电线圈旁放一铜块，对线圈的自感几乎无影响。 (9) 静电场中放入导体将改变原电场分布 (10) (11) (3 (12) (13) (14) 选择题直接选) 电 ) ) )(8 在 集肤深度越大，导体的导电性能越好 静电场中若放入介质，则原电场不会发生变化。 电位为零的导体都不带电 b 1=0, b 2工 0(b b 1 b 2(c b 1 工 0, (25 导电媒质

5、中，电场与磁场能量密度的分布为： 26) (28 面. (a I (b线极化 ) E2平行于分界面，那么这两种媒 左旋圆极化(b右旋圆极化 静电场是散度场，若电力线汇聚于某一点，说明此点满足： (a ?E0(b?E? E=0 恒定磁场中，当磁场由铁磁物质进入非铁磁物质时，哪一侧磁力线几乎垂直于分界 (a铁磁物质一侧 5 2的关系为： (a 5 1两边都是 S 1，容器集肤深度为S 2,则S 1与 (b 5 1 5 2(c (30 静电场是散度场，若电力线从某一点发散，说明此点满足： (a ?E0(b?E?E=0 (31 恒定电场中，当电场由良导体进入不良导体时，哪一侧电力线几乎垂直于分界面 (

6、a良导体一侧两边都是 (32 电介质对静电场的影响是 (a加强b)削弱 导电媒质中电场与磁场的相位关系为： (a电场超前磁场(b磁场超前电场 (c两者同相 (34 电力线指向 (a电位增加方向电位相等方向 二问答题： 每题 分) 试从麦氏方程组说明空间电磁波是如何形成的？ 同轴电缆在高压被击穿时，先从何处被击穿？为什么？ .等位面上的电位处处一样，因此面上各处的电场强度也处处相同，这种说法对 吗？ 为什么？ 当恒定电流通过电导率不同的两相邻的导电媒质时，其分界面上有无电荷分布？ 为什么？ 试问为什么电磁波在导电媒质中传播时会产生色散？ 任意极化的均匀平面波斜入射到两种媒质分界面时，若媒质2为理

7、想导体，试问 在媒质 1 中合成场有什么特点？ 导电媒质中磁场能量密度和电场能量密度哪个大？为什么？ .简答均匀平面波在理想介质中传播时有什么特点？ .试述均匀平面波在导电媒质中传播时，有什么特点？ 恒定电场中，在下列不同情况的边界条件： 1) 电导率相差极大的两导电媒质 2 ) 导电媒质与理想介质的分界面 3 ) 两种非理想媒质的分界面 试问在什么情况下，在分界面的 那一侧，电场强度线近似垂直于分界面？在什么情况 下平行与分界面，为什么？ 11 在时变电磁场中，判断一种媒质是否属于良导体的条件是什么？ 12. 束缚电荷与自由电荷有何不同？ 13. 静电场中的导体有什么特点？ 14 用微波炉加

8、热食品时，能用金属作容器吗？为什么？ 15. 在理想介质与理想导体的分界面上电场和磁场的场矢量有什么特点？ 16. 恒定电场中，不同电导率的物质分界面上有无电荷？为什么？ 17 进行卫星通信时，对电磁波频率的要求是什么？为什么？ 18. 为什么用良导体可进行电磁波的屏蔽？ 19. 为什么用微波炉加热食品时，食品被加热了但容器却不会被烧坏？ 20. 当电力线从良导体一侧进入到不良导体一侧时，不良导体一侧的电场如何分布？ 为什么 ? 21. 当磁力线从非铁磁物质一侧进入到铁磁物质一侧时，非铁磁物质一侧的磁场如何分 布，为什么？ 三、20分)设同轴线的内导体半径为a,外导体内半径为 b,它们都是理想

9、导体，两导体间 的媒质参数为和卩，(T =0。如在内外导体间加电压U时，流过内外导体的电流为1 二者方向相反)。试利用坡印廷矢量，证明内外导体间向负载传送的功率为UI。 四、计算题 分)(基本常数 (1判断下列频率下，海水属于何种导体(=4(s/m: f=10kHz f=100GHz f=3kHz f=30MHz (2 设同轴线的内导体半径为 a,外导体内半径为 b,两导体间充满介电常数为的理想介质, 如在内外导体间加电压 U时，求介质中的电场及单位长度的电容。 (3 一根无限长细导线与一个三角形导 线框的一边相互平行且在一个平面内，如图示。 试计算直导线与三角形导线框间的互感。I c (4

10、15 )理想介质中一平面波的电场强度为-II 求：介质中的波长及自由空间的波长 若已知介质. I求介质的3 该电磁波在介质中的相速、波阻抗 写岀磁场强度的瞬时表示式工 求坡印廷矢量I及平均坡印廷矢量值 5)设一无限长直细导线与一矩形回路共面，其中直导线 及矩形回路中通有电流I和I ，矩形回路的尺寸如右图所 示。试计算直导线和矩形回路之间的作用力。lr b ,夕卜半径b(m，长1(m的同轴电缆，导体间媒质电导率为I 卜，导体间电压为 ，求：1?媒质中电流密度和电场强度 2. 功率损耗和漏电阻 3. 若b =0,媒质介电常数为e，忽略边缘效应，求极间电场强度和该电容器的电 容。 7 )设同轴线的内导体半径为a,外导体内半径为b,它们都是理想导体，两导体间的媒质参数为e和卩， I 一根无限长细导线与一个等腰三角形导 线框的底边相互平行且与三角形同在一个平面内, 如图示。试计算直导线与三角形导线框间的互感。 c (10)已知电磁波电场矢量为 (t=.= _ ： (11) 已知点电荷-q的静电场中，P(x,y,z点的电位为 (x,y,z= r= 1 X 要求： 将上述场瞬时矢量变换为复矢量，或作相反的变换 判断它们各是什么极化？ 画出极化示意图 求：P点的电场强度 的介质填 面上，设入射波电场强度振幅为6mV/m，试写出：（1入射波电场强度和磁场强度 表达式；（2反射波电场强度和磁场强度