皖西学院08级电磁场与电磁波答案doc

1、 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 密封线 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 密封线皖西学院2010-2011学年度第2学期期末考试试卷答案（A卷） 机电 系 电信 专业 08 级 电磁场与电磁波 课程一判断题（每小题2分，共20分）××××二、填空题（每小题2分，共10分）1. 自由空间中原点处的源（）在t时刻发生变化，将在 t+r/c 时刻影响到r处的位函数（）。2. 均匀平面电磁波由空气中垂直入射到无损耗介质（）表面上时，反射系数 = -1/3 ，透射系数 = 2/3 。3.

2、矩形波导管中只能传输 TE 波模和 TM 波模的电磁波。4. 设海水为良导体，衰减常数为，则电磁波在海水中的穿透深度为 1/ ，在此深度上电场的振幅将变为进入海水前的 1/e 倍。5. 极化强度为的电介质中，极化体电荷密度= ，极化面电荷密度=。二、选择题（每小题3分，共15分）1. 在分析恒定磁场时，引入矢量位，并令，这样做的依据是（ c ）。A B C D以上均不是2. 电偶极子幅射场的辐射功率密度与之成正比的是（ B ）。A B C D3. 频率f=50MHZ的均匀平面波在理想介质（）中传播时，相速应该是（ B ）。A等于光速C B等于C/2 C等于 D等于C/44. 均匀平面波从空气中

3、垂直入射到无损耗媒质（）表面上，则电场反射系数为（ A ）。A B C D5. 横截面尺寸为a×b的矩形波导管，内部填充理想介质时的截止频率，工作频率为f的电磁波在该波导中传播的条件是（ B ）。Af=fc Bffc Cffc Dffc四、解答题（每小题15分，共计15分）1、论述垂直极化波斜射到理想导体表面时，理想导体外表面合成波的特点。答案：(1)合成波沿平行于分界面的方向传播；(2)合成波的振幅在垂直于导体表面的方向上呈驻波分布；(3) 合成波是非均匀平面波；(4)在波的传播方向上无磁场分量，有电场分量，是TM波。五、计算题（每小题10分，共40分）1.均匀平面波的磁场强度的振

4、幅为在自由空间沿方向传播，其相位常数，当t=0时，z=0时，在方向。（1）写出和的表达式；（2）求频率和波长。答案：按题意磁场表示式则电场为 由 则入 磁场、电场分别表示为：2均匀平面波的电场振幅为，从空气中垂直入射到无损耗媒质平面上（），求反射波与透射波的电场振幅。3. 在均匀外电场中，有一半径为a介电常为的无限长均匀介质圆柱体，其轴线与外电场垂直，圆柱外为空气，如图一所示，求介质圆柱体外的电位函数。解：答案：边界条件：时，C1=-EO Cn=0（n1时） Dn=0（n1时）通解为 r=a时，导体上电位为0。导体外电场4设计一工作波长的矩形波导管，材料用铜，内充气，并要求模的工作频率至少有3

5、0%的安全系数，即，此处分别表示波和波模的截止频率。 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 密封线 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 密封线皖西学院1011学年度第2学期期末考试试卷答案（B卷） 机电 系 08 级 电磁场与电磁波 课程一判断题（每小题2分，共20分）×××二、填空题（每小题2分，共10分）1. 在球坐标系中，沿Z方向的电偶极子的辐射场（远区场）的空间分布与坐标r的关系为 1/r ，与坐标的关系为 sin 。2. 均匀平面电磁波由空气中垂直入射到无损耗介质（）表面上时，反射系数=

6、-1/3 ，透射系数 = 2/3 。3. 双线传输的负载电阻ZL=ZO时（特性阻抗），传输线工作在 行波 状态；而终端短路（ZL=0）时，则工作在 驻波 状态。4. 已知介质中有恒定电流分布，则此介质中磁场强度与的关系为 ，而磁感应强度的散度为 0 。5. 电磁波的极化一般的情况是椭圆极化波，它的两种特殊情况是 直线 极化波和 -圆-极化波。二、选择题（每小题3分，共15分）1、介电常数为的介质区域中，静电荷的体密度为，已知这些电荷产生的电场为（x,y,z），而，则下面正确的是（ C ）。A B C D2. 磁感应强度，式中的m值应为（ D ）。Am=2 Bm=3 Cm=4 Dm=63. 两个

7、相互平行的导体平行板电容器，与电容C无关的是（ A ）。A导体板上的电荷 B平板间的电介质C导体板的几何形状 D两导体板的相对位置4. 穿透深度与电磁波频率及媒质参数的关系是（ D ）。A B C D 5. 电偶极子的远区辐射场是（ C ）。A非均匀平面波 B均匀平面波C非均匀球面波 D均匀球面波三、解答题（每小题15分，共计15分）1. 论述导电媒质中均匀平面波的传播特点。答：（1）电场和磁场与传播方向垂直；（2）电场与磁场的振幅呈指数衰减；（3）波阻抗为复数，电场与磁场不同相位；（4）电磁波相速与频率有关；（5）平均电磁场能量密度大于平均电场能量密度。四、计算题（每小题12分，共60分）1

8、.一均匀平面波自空气中垂直入射到半无限大无耗介质表面上，已知空气中合成波的驻波比为3，介质内透射波的波长是空气中波长的1/6，且介质表面上为合成波电场的最小点，求介质相对磁导率和相对介电常数。答案：驻波比为2.设计一个矩形谐振腔，使在1GHZ及1.5GHZ分别谐振于两个不同模式上。3.有一均匀平面波，在的媒质中传播，其电场强度，若已知频率f=150MHZ，平均功率密度为。求（1）.电磁波的波数、相速、波长和波阻抗；（2）t=0,z=0时电场的值。4.两块无限大导体平板分别置于X=0和X=d处，板间充满电荷，其体电荷密度为，极板的电位分布设为0和U0，如图所示，求两板间电位和电场强度。 Y 0

9、d X - 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 密封线 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 密封线皖西学院1011学年度第1学期期末考试试卷（C卷） 机电 系 08 级 电磁场与电磁波 课程一判断题（每小题2分，共20分）×××二、填空题（每小题2分，共10分）1. 已知体积为V的媒质的磁导率为，其中的恒定电流分布在空间，产生于该体积内的磁场分布为和，则该体积内的静磁能量密度为 ，体积内总静磁能量为 。2. 电偶极子的远场区域指的是 电磁辐射 区域；在远场区，电场强度的振幅与距离r成 -反比-关系

10、3. 理想介质分界面上电场强度满足的边界条件是 ，电位移矢量满足的边界条件是 。4. 两个同频率、同方向传播，极化方向相互垂直的直线极化波的合成波为圆极化波，则这两个直线极化波的振幅为 相等 ，相位差为 。5. 均匀平面波由空气中垂直入射到理想介质（）表面上时，反射系数 = -1/3 ，透射系数 = 2/3 。二、选择题（每小题3分，共15分）1. 电偶极子的远区辐射场是有方向性的，其方向性因子为（ B ）。A B C D 2. 用镜像法求解电场边值问题时，判断镜像电荷的选取是否正确的根据是：（ D ）A镜像电荷是否对称 B电位所满足方程是否改变C边界条件是否保持不变 D同时选择B和C3. 均

11、匀平面波从空气中垂直入射到理想介质（）表面上，则电场反射系数为（ A ）。A B C D4. 横截面尺寸为a×b的矩形波导管，介质的截止波长为，若工作波长为，则电磁波在该波导中传播的条件是（ D ）。A B C D5.若传输线工作在混合波状态，则传输线终端反射系数，电压驻波系数S满足关系是：（ D ）（A） （B）（C）（D）四、解答题（每小题15分，共计15分）1、论述电偶极子辐射远场区的性质。答案：（1）远区场是辐射场，电磁波沿径向辐射（2）远区场是横电磁波；（3）远区场是非均匀球面波；（4）远区场的振幅与R成反比；（5）远区场是分布有方向性。五、计算题（每小题10分40分）1.

12、均匀平面波自空气中垂直入射到两种无耗电介质界面上，当反射系数与透射系数的大小相等时，其驻波比等于多少？ 2. 一空气填充的圆柱形波导，周长为25.1厘米，其工作频率为3GHZ，求该波导内可能传播的模式。答案：由于工作波长为该波导的半径为：a=25.1/2*3.14=4cm,TE11的截止波长为3.13a=13.6cmTE01的截止波长为1.64a=6.56cmTM01的截止波长为2.62a=10.48cmTE21的截止波长为2.06a=8.24cm ，其他模的截止波长都小于10cm.所以，该波导中只能传播TE11和 TM01模的波。3. 如图所示，接地导体球半径为a，在球外距球心为d处置放一点电荷q，求球外电位分布和球面上感应电荷面密度。（球外为空气）解