电磁场考试试题及答案

1、电磁波考题整理一、填空题（梯其旋度处处为零，则这个矢量场可以表示成某一标量函数的1.某一矢量场，度）形式。dq）电流连续性方程的积分形式为（2. ?利dts两个同性电荷之间的作用力是（相互排斥的）。3.单位面积上的电荷多少称为（面电荷密度）。4.静电场中，导体表面的电场强度的边界条件是：（D12P s） 5.B x ）二矢量磁位6. A和磁感应强度B之间的关系式：（A7 . （Z, t） （） + （）,判断上述均匀平面电磁波的极化方式为：（圆极化）（应该是90 %确定）8 .相速是指 均匀平面电磁波在理想介质中的传播速度。9 .根据电磁波在波导中的传播特点， 波导具有（）滤波器的特点。（三选

2、一）10 .根据电与磁的对偶关系，我们可以由电偶极子在远区场的辐射场得到（磁偶极子）在远区产生的辐射场11 .电位移矢量£ 在真空中P的值为（0） 012.平板电容器的介质电容率越大，电容量越大。-13.恒定电容不会随时间（变化而变化）14.恒定电场中沿电源电场强度方向的闭合曲线积分在数值上等于电源的（电动势）015.电源外媒质中电场强度的旋度为16 .在给定参考点的情况下，库伦规范保证了矢量磁位的(散度为零)17 .在各向同性媚质中，磁场的辅助方程为(£ E, H, ° E)18 .平面电磁波在空间任一点的电场强度和磁场强度都是距离和时间的函数。19 .时变电磁

3、场的频率越高，集肤效应越明显。20 .反映电磁场中能量守恒与转换规律的定理是坡印廷定理。二、名词解释1.矢量：既存在大小又有方向特性的量2 .反射系数：分界面上反射波电场强度与入射波电场强度之比3 .波：电场强度矢量和磁场强度矢量均与传播方向垂直的均匀平面电磁波4 .无散场：散度为零的电磁场,即 =0o5 .电位参考点：一般选取一个固定点，规定其电位为零，称这一固定点为参考点。当取点为参考点时，P点处的电位为=;当电荷分布在有限的<p(P)%O区域时，选取无穷远处为参考点较为方便，此时 =6 .线电流：由分布在一条细线上的电荷定向移动而产生的电流。7 .磁偶极子：磁偶极子是类比而建立的物

4、理模型。具有等值异号的两个点磁荷构成的系统称为磁偶极子场。磁偶极子受到力矩的作用会发生转动，只有当力矩为零时，磁偶极子才会处于平衡状 态。利用这个道理，可以进行磁场的测量。但由于没有发现单独 存在的，故我们将一个载有的圆形作为的模型。表示。按此定所经过的距离称为波长，以变化电磁波的波长：空 间相位8.Akz27Ta = t,所以。义有 kA =9. 极化强度 描述介质极化后形成的每单位体积内的电偶极矩。10. 坡印廷定理 电磁场的能量转化和守恒定律称为坡印廷定 理：每秒体积中电磁能量的增加量等于从包围体积的闭合面进入 体积功率。11. 线性均匀且各向同性电介质若煤质参数与场强大小无关，称为线性

5、煤质。若煤质参数与场强方向无关，称为各向同性煤质。若煤质参数与位置无关，责称均匀煤质。若煤质参数与场强频率无关，称为各向同性煤质。12. 安培环路定理在真空中磁感应强度沿任意回路的环量等于真空磁导率乘以与该回路相交链的电流的代数和。13. 布儒斯特角（P208）对于非磁性媒质，均匀平面电磁波平行极化斜入射，在某一入射角时没有反射，即发生全投射，这个（入射）角即为布儒斯特角（即8 8）。b14.临界角（P208）对于非磁性媒质，入射波自介电常数大的媒质向介电常数小的媒质入射时，当入射角大于或等于某一角度时，发生全反射现象，这一角即临界角，记为8 c15. 相位匹配条件（P200）入射波传播矢量、

6、反射波传播矢量和透射波传播矢量沿介质分界面的切向分量相等（即, ） , 这一结论称为相位匹配条件。三、简答题1 .从电场和磁场的能量体密度公式出发，比较一般情况下有3>3的结果。em静电场的能量密度3 3 （1/2）E D ,e磁场能量密度3 3 （1/2）B H m理想状况下，等量的电能转换成电场能量和磁场能量时，电场的能量密度等于磁场能量密度，但在实际中，转换成电场能时会有热损耗， 所以一般情况下有3 m>3 e°2 .从平面电磁波角度分析，透入深度（集肤深度）5与电磁波频率f及磁导率,电导率（T的关系1/2（m）f I（T） （1/ 兀 8 =导电性能越好（电导率越

7、大），工作频率越高，则集肤深度越小。3 .如何由电位求电场强度，试写出直角坐标系下的表达式（27页）盟所以电场强标一小，在直角坐系下度强已知电场度 eee -zxy?x鱼?eeexy zy2鱼4传导电流，位移电流，运流电流是如何定义的， 各有什么特点（52页130页）传导电流是，在导体中的自由电子或半导体中的自由电荷在电场力作用下形成的定向运动形成的电流特点：适用于导体或半导体中，服从欧姆定律，焦耳定律运送电流是，在真空或气体中，带电粒子在电场力作用下定向运动形成的电流特点：适用于真空或气体中，不服从欧姆定律，焦耳定律位移电流是，电位移矢量随时间的变化率。（这个定义没找着，在网上查的）特点：弁

8、不代表电荷的运动，且产生磁效应方面和一般意义下的 电流等效。5.电场强度相同时，电介质中的电能体密度为什么比真空中的大1相同时，所以在E而.因能量密度2 E?w?W2?We_ 00e电电e2均匀平面电磁 波的特点6.答案：均匀平面电磁波是指等相位面为无限大平面，且等相位面上各点的场强大小相等，方向相同的电磁波，即沿某方向传播的平面电磁波的场量除随时间变化外，只与波传播方向的坐标有关，而与其它坐标无关。123课本页）麦克斯韦的位移电流假设的重要意义（不确定7.1 、位移电流与传导电流相互联结，构成闭合电流（全电流）2、使稳恒磁场的安培环路定理对非稳恒磁场也成立。3、得出位移电流对电磁波的存在是基

9、要的，弁将电学、磁学和光学联结成一个统一理论。这个可能不全，希望大家及时补充。一块金属在均匀磁场中匀速移动，金属中是否会有涡流，为什么?8.不会产生涡流，因为产生涡流的条件是在金属块中产生感应电流，即穿过金属块的磁通量发生变化。1 .下列检法中可能产生涓编的是（）"点击卜载,直若需辱口性咨家Alt生局杵物ftiV酝惭中二i二城尾板江'：强瑞西口量0近可1- iLc柔I-任在由用中田二辿工工0，.粉油酸£丁阙前：码1加市？1建¥ I差一甜干K生约广叵必三年人产生，笔率亦上q屋在壬,中工生看叵电力犷档，1H方屿押口福通全发七!曰1-"、& E

10、我线 工化卦W%乩立堂住咐I工亡如加湎0T 时言衬言率出格响三栏主 夺匕穹湍吊产生户,审9 .在研究突变电磁场中，引入哪些函数，写出他们与场矢量之间 的关系。10 .简述电磁波的波长和相位常数的基本定义（参考百度百科：电磁波相位常数）电磁波的传播方向垂直于电场与磁场构成的平面电磁波的相位常数：当电磁波沿均匀介质传播时，每单位长度电磁波的相位移（个人观点仅供参考）相位常数：当电压或电流波沿均匀线传播是，每单位长度的电压波或电流的相位移11 .描述均匀平面电磁波在损耗媒质中的传播特性（可参考以下两张图片）=. 有耗是屋中台勺斗回诚的千专才罟畤“生1. 沽任7琅厢和传界S闪K/学事&阳 千：

11、朝一胡£ 我为 十句 为士1后 选（干丁海.）一w与4但: x . e 1r值一班波d牛耳备（工制 mo 一寸杵枇，不吃升比M. 帆5电gM本门样H 口 K W疗 网孑不上饱/白号密福1 攸弟拿力 戍）三固 ;Q.R于力的注岫*修侯冷雨用注博人与1才日向.PV为才员*七省定质中的流*St .3,相f 让座度源滋）型至烟豺t层中U V = = J = K , i，/， ft至损耗媒质中：I ='很明显：损耗媒质中波的相速与波的频率有关.色批现承：波的传播速度（相速）随频率改变而改变的 现象.具有色微效应的波种为色嗷波.结论: 导电媒质（才员耗煤质）中的也碱液为艮收波.12.据电

12、荷守恒原理推导时变场中的电流连续性方程（仅供参考）br,： 了qt /；r .m i- I - Hl - w立身怵内、.取一用科也因后，也於电4钟1定W.单位时。山知件Hit舶jtffton电敏.也 定率+在同ThM的由舟曲血部乜加电量幽黑少，懂说基卜口第茨累依才流：，第3-圣，|岬二就昌屯1（汪*性方也由叱八小电IX由村景以停电朝鼻爪。布的.MhArVIWW修财脸!即-U*号域3t电灌匕&Rt叟的锦枳分,，起式/0石产但。II V 刊 TIL 如，匕贰朝弁lll - JJ.4 口制刖"公六苒1*： X醇于任幽奈曲匍上或都二丸十目到门 卷掩个方程叫同分于用V J- （10i4

13、t町定山折cm电陈畅不行可时削tm中部.丽吃工嚏就气川沛圆-的甲. 哂它也不陈卜：匚山分布利虚时间及化幽电。听通取的电岫，林为n炀.牌利圮 电向中itlff#苗不照附旬量化，电肥&擅tl上F'10-5）必定且空卜胤的珊式可J MLUO-门t式正同FKT巾流条件前巩杆序式由前博闻”以福*卅可1V涓r T*升胞式v /-n 1 ic-a）'二Li任件*:。怛殳也0右中选过任息IH# 45:|"工号零 4也连一£ jtJk；iL .J.<,- -_. .,!. 17.处笠入山驷浪我邹必必4% 浊穿出 与以* 1T淀电汽场 in UL,t. I Ti&

14、#39; -山X.上皿布泡的小过电箱.星由跑动的一小布不聊t司曼怩M也鞭酒发酊.心意小马朝北* 和外扉定理和他 飙定电，与静京场具有相月的II威，达I二两弄造裨Z沟库告电埔V13.为什么在静电场分析时，考虑电介质的作用？当一块电介质受外电场的作用而极化后，就等效为真空中一系列电偶极子。极化介质产生的附加电场， 实质上就是这些电偶极子产生的电场。（P31）四、单选题1在单位制中的量纲（）2R V C、 D 库 A、库这是国际单位制导出表：1嗝HP瓦：瓦精w也*育害1O«lA *1丰¥牙力.河匕啸0?1耳I tiJitTEMiTh*1理荏*生母1 * 均至1 YFU V .WA

15、 .、日鹏1t3.a.ek蓟疆禁卿糊"答案：C2 .矢量磁位A的旋度，等于（）A. H B. B C. J D. E答案：B3 .磁介质在外部磁场作用下，在介质内部出现（）A.自由电流 B.极化电流C.运流电流D. 磁偶极子答案：D恒定电流电场的J （电流密度）与电场强度 E的一般关系式是4.Y EY (局外)D. 丫(局外)答案：B5. 平行板电容器极板间电介质有漏电时，则在其介质与空间分界面处()连续B. D 连续C. J 的法线分量连续D. J 连续答案： C恒定电流场的边界条件为：电流密度J 在通过界面时其法线分量连续，电场强度E 的切向分量连续。同轴电感导体间的电容C， 当

16、其电介质增大时，则电容C() 6.A减小B 增大 C 不变 D 按e的指数变化答案 B已知 7.= (33y) + () +(22x),若以知，则电荷密度p为()A.3 £ B. 3/ £ C.3 D.000 P = V?D,V? (33y)对x偏导+ ()对y偏导+ (22x)对z偏导=3答案： C8. 运流电流是由下列()A 真空中自由电荷电介质中极化电荷移动C 导体中的自由电荷移动D 磁化电流移动答案： A9. 由S的定义，可知S的方向（）A与E相同 B与E垂直 C 与H垂直 D 与E和H均垂直且符合右手螺答案 D10. 电场能量体密度（）B.1/2 D1/2答案：

17、B11. 时变磁场中，有一运动的导体回路速度为V 这在下述情况下导体回路中既有发动机电动势，又有变压器电动势，（）电动势最大。A.速度方向V与B、E平行 与E、B呈任意角度与 E、 B 垂直最大D. 不能确定时变电磁场中的电动势包括发动机电动势和变压器电动势，产生条件分别为导体回路运动切割磁感线和磁通量的变化。（切割磁感线）答案： C12. 磁介质中的磁场强度由（）产生。A 自由电流B 束缚电流C 磁化电流D 运流电流答案：C13. 时变场中如已知动态位 A （矢量磁位）和小（动态磁位），则由与B 和 E 的关系式可知（D ） 。A B只由A确定，与小无关 B B和E均与A、小有关C E只与小

18、有关，B只与A有关 D E与A和小有关，B只与A有关14. 静电场中试验电荷受到的作用力与试验电荷量成（）关系A正比B 反比C平方D平方根答案 A15. 导体在静电平衡下，其内部电场强度（）A常数 B 为0 C 不为0 D 不确定答案 B16. 极化强度与电场强度成正比的电介质，称为（）电介质A均匀 B 各向同性C 线性 D 可极化答案 C17. 均匀导电媒质的电导率，不随（）变化A电流密度B 空间位置 C 时间 D温度答案 B18. 时变电磁场中，感应电动势与材料电导率成（）A. 正比 B. 反比 C. 平方 D. 无关19 .磁场能量存在于（）区域A.磁场B.电流源C.电磁场耦合 D.电场

19、答案A20 .真空中均匀平面波的波阻抗为（）A.237 Q B.337 Q C.277 Q D.377 Q答案D21 .下列哪个导波装置可以传输波（）A空心波导B圆波导C矩形波导D同轴线同轴线传输电磁波的主模式是，也可以传输波和波。答案：D22 .电偶极子天线，辐射远区场，磁场与距离的关系（）A与距离成反比B与距离成正比C与距离的平方成反比 D与距离的平方成正比答案：A五、大题.z N （T z £ 的媒质=1, >0）=1, =0 例 5 - 9 设区域 I （；区域 II <0） 的媒质参数（1r1r1（T £科=5,。区域I中的电场强度为参数 =20, =

20、02288mtzztVEe）（） 00cos（15 ?10/ ?1060cos（15 石?5x1区域n中的电场强度为8mVAtzEe?5/cos(15 ?10?)( &试求：A常数(1)HH和(2)磁场弓S度21HH和(3)证明在0处满足边界条件。21有0解：(1)在无耗媒质的分界面处，88tEet )1015 ?Cos(1510 觉os() ?20?60x18te)?10?80?3os(15x8teAE)?Do s(15?10? x 2mA"?80EE和由于恰好为切向电场，21 (2)根据麦 克斯韦方程H?E1?1?有，EH!?1eE11?；t?188Ztzet )15 ?10105?5?300 ?100?sin(15 ?sin( "所 以88tzAetzmH)5/ 瓮os(15 ?10)(0.1592 支os(15 ?10?5.) ?00531%同理，可得8tzeHAm)10)(/ ?50£os(0.1061 ?15%将0代入(2)中得8teH)10cos(15 ?0.106 y18teH) ?101060. Zos(15 ? y2p =0, 0)(的自由空间中，时变电磁场的电场强度复矢量例5 -14 已知无源.kE为常数。求：式中、0 （1）磁场强度复矢量;（2）坡印廷矢量的瞬时值；（3）平均坡印廷矢量。解：