电磁场与波期末考试试题3套含答案（大学期末复习资料）

试卷第6页共6页试卷第17页共17页莆田学院期末考试试卷（A）卷2011—2012学年第一学期课程名称：电磁场与波适用年级/专业：09/电信试卷类别开卷（）闭卷（√）学历层次本科考试用时120分钟《考生注意：答案要全部抄到答题纸上，做在试卷上不给分》一、填空题（每空2分，共30分）1.给定两个矢量，，则矢量的单位矢量为①，矢量=②。2.高斯散度定理的积分式为①，它广泛的用于将一个封闭面积分变成等价的体积分，或者将一个体积分变成等价的封闭面积分。3.已知任意一个矢量场，则其旋度的散度为①。4.介质中恒定磁场的基本方程的积分式为①，②，③。5.一个半径为a的接地导体球，一点电荷q位于距球心d处，则其镜像电荷带电量为①，位置位于②；当点电荷q向无限远处运动时，其镜像电荷向③运动。6.标量场通过点P(1，1，2)的梯度为①。7.引入位移电流的概念后，麦克斯韦对安培环路定律做了修正，其修正后的微分式是①，其物理含义是：②。8.自由空间传播的电磁波，其磁场强度，则此电磁波的传播方向是①，磁场强度复数形式为②。二、单项选择题（每小题2分，共20分）1.自由空间中的平行双线传输线，导线半径为a，线间距为D，则传输线单位长度的电容为。A．B.C.2.如果某一点的电场强度为零，则该点的电位为。A.一定为零B.不一定为零C.为无穷大3.真空中一个电流元在某点产生的磁感应强度dB随该点到电流元距离变化的规律为。A．B.C.4.若某区域内的电场强度为，则这种波为。A.左旋圆极化波B.右旋椭圆极化波C.左旋椭圆极化波5.当电磁波垂直入射到理想导体表面时，电磁波全部被反射，则下列哪种说法正确。A.发生全反射B.发生全反射C.发生全透射6.位移电流是产生的。A.电场变化B.磁场变化C.电荷运动7.极化介质中电场强度由产生。A.自由电荷B.极化电荷C.自由电荷和极化电荷共同8.安培环路定理的微分形式是。A．B.C.9.高斯定理中，为总电荷，应该是包括。A.整个场域中的自由电荷B.仅由闭合曲面所包围的自由电荷C.由闭合曲面所包围的自由电荷和极化电荷10.是空间任意磁场的源。A．B.C.三、简答题（每小题4分，共20分）1.求无限长直线电流I在周围空间任一点产生的磁场强度和磁通密度。2.叙述什么是镜像法？其关键和理论依据各是什么？3.简述麦克斯韦的位移电流假设的重要意义。4.请写出时变电磁场的麦克斯韦方程组的微分形式，并写出其辅助方程；5.试简要说明导电媒质中的电磁波具有什么样的性质？（假设导电媒质无限大）四、计算题（每小题10分，共30分）1.在无源的自由空间中，已知磁场强度为(1)求位移电流密度；(2)写出电通密度的瞬时值；(3)求坡印廷矢量的瞬时表达式。2.已知自由空间中均匀平面波的电场强度为求：(1)波的传播方向、波长和频率；(2)电场强度的瞬时值；(3)判断此平面波的极化形式。3.一圆极化平面电磁波的电场为，它沿正方向从空气垂直入射到的理想介质表面上。求：(1)反射波和透射波的电场；(2)它们分别属于什么极化方式?莆田学院期末考试参考答案及评分标准2011—2012学年第一学期（A）卷课程名称：电磁场与波适用年级/专业：09/电信试卷类别开卷（）闭卷（√）学历层次本科考试用时120分钟一、填空题（每空2分，共30分）1.①②-112.①3.①04．①②③5．①②点电荷与球心的连线上，距球心处③球心6．①7.①；②变化的电场能够产生磁场（或类似描述）8.①+z；②二、单项选择题（每小题2分，共20分）题号12345678910答案ABBCAACBBA三、简答题（每小题4分，共20分）1．解：由对称性，无限长直线电流产生的磁力线是同心圆，去此同心圆作为积分路径，应用安培环路定律有22分2分故空间任一点的磁场强度为磁通密度为2分2.答：镜像法就是暂时忽略边界的存在，在所求区域之外放置虚拟电荷来代替实际导体表面上复杂的感应电荷分布来进行计算。2分解题的关键是镜像电荷的大小和位置，理论依据是唯一性定理。2分3.答：麦克斯韦断言位移电流的存在，说明变化的电场能够产生磁场。这使得麦克斯韦能够语言电磁场将在空间以波的形式传播。电磁波的存在就是现代通信的基础。4.答：4分4分5.答：电场和磁场都与传播方向垂直，即为TEM波；在无限大导电媒质中电磁波电场振幅沿传播方向衰减；电场和磁场不同相；电磁波传播的速度不仅取决于媒质参数本身，还与信号的频率有关。4分四、计算题（每小题10分，共30分）1．解：无源空间中，由安培环路定律得(1)4分(2)3分(3)2.解：(1)传播方向为方向；由题得，故真空中，电磁波的传播速度等于光速；故3分3分(2)3分(3)因为4分则电场强度垂直的两个分量和幅度相等、相位相差900，故是圆极化波。4分又的相位超前的相位900，故为左旋圆极化波。空气理想介质入射波透射波反射波3.解：(1)由波阻抗计算公式空气理想介质入射波透射波反射波空气中，，理想介质中，故反射系数3分3分4分4分透射波电场为(2)反射波沿方向传播，其电场两个垂直的分量的相位比的相位超前900，所以是右旋圆极化波；3分透射波沿方向传播，其电场两个垂直的分量的相位比的相位超前900，所以是左旋圆极化波。3分莆田学院期末考试试卷（B）卷2010—2011学年第一学期课程名称：电磁场与波适用年级/专业：08/电信试卷类别开卷（）闭卷（√）学历层次本科考试用时120分钟《考生注意：答案要全部抄到答题纸上，做在试卷上不给分》一、填空题（每空2分，共30分）1.对于矢量，若，则①，②。2.静电场中导体内的电场为①，电场强度与电位函数的关系为②。3.传导电流和位移电流的形成分别是①，②。4.在外加磁场是作用下，磁性物质会发生①，其结果是②。5.真空中静电场的基本方程的微分形式为①、②、③。6.分析恒定磁场时，在无界真空中，两个基本场变量为①，它们之间的关系为②。7.恒定电场中两种介质分界面两侧场量变化关系（即边界条件）是①，②。二、单项选择题（每小题3分，共21分）1.用镜像法求解电场边值问题时，判断镜像电荷设置是否正确的依据是。

A.镜像电荷的位置是否与原电荷对称

B.镜像电荷是否与原电荷等值异号

C.待求区域内的电位函数所满足的方程与边界条件是否保持不变

2.以下关于时变电磁场的叙述中，不正确的是。

A.电场是有旋场

B.电场和磁场相互激发C.磁场是有源场

3.使用分离变量法求解边值问题，最主要的条件是。A.电位具有对称性

B.可以表示成几个单变量的乘积C.一维和二维问题4.下列哪一个表示磁场的漩涡源。

A.B.

C.5.有一圆形气球,电荷均匀分布在其表面上,在此气球被吹大的过程中,球外的电场强度。A.增大

B.不变C.减小

6.导电媒质中恒定电场满足的边界条件___。

A.D1n=D2nB.J1n=J2nC.E1t=E2tD.同时选择B和C7.成立的条件是在。

A.

非导电媒质介面上

B.任何介质界面上C.

导电媒质界面上

三.判断题：（每小题1分，共9分）（正确的在括号中打“√”，错误的打“×”）1.标量场的梯度运算和矢量场的旋度运算都是矢量。（）2.泊松方程和拉普拉斯方程都适用于有源区域。（）3.静电场的边值问题，在每一类的边界条件下，泊松方程或拉普拉斯方程的解都是唯一的。（）4.均匀导体中没有净电荷，在导体面或不同导体的分界面上，也没有电荷分。（）5.从任意闭合面穿出的恒定电流为零。（）6.电子仪器设备常须要接地，而接地电阻要求是越小越好。（）7.恒定电场在两种不同导电媒质的分界面上，电流密度的法向分量和电场强度的切向分量处处连续。（）8.如果为任意一个矢量，则下式恒成立。（）9.此式表明变化的磁场产生电场。（）四、计算题（每小题10分，共40分）1.（10分）1)将一个点电荷q放置在无限大的导电平面上方，距离导电平面d处。如果要用镜像法来求解空间的点位分布，试确定镜像电荷的大小及位置；2）如果一个点电荷q放置在两无限大导电平面构成的直角劈中，画图表示出其镜像电荷大小及位置。2.（10分）无限长同轴电缆内导体半径为a，外导体内、外半径分别为b和c。电缆中有恒定电流I流过（即内导体上电流为I，外导体上电流为反向的I），求电缆内外空间的磁场。3.（10分）设真空中磁通密度为，求：（1）空间位移电流密度的瞬时值；（2）坡印廷矢量的复数形式；（3）求系数。4.（10分）求内外半径分别为a和b的同轴线，其间填充有介电常数为ε的介质，求此同轴线单位长度的电容。

莆田学院期末考试参考答案及评分标准2010—2011学年第一学期（A）卷课程名称：电磁场与波适用年级/专业：08/电信试卷类别开卷（）闭卷（√）学历层次本科考试用时120分钟一、填空题（每空2分，共30分）1.①0②2.①0②3.①电子的定向移动形成电流②随时间变化的电场形成位移电流4.①磁化现象②在媒质内部产生磁化电流5.①②③6.①②7.①②二、单项选择题（每小题3分，共21分）题号1234567答案CCBACDA三、判断题（每小题1分，共9分）题号123456789答案√×√×√√√√×四、计算题（每小题10分，共40分）1．解：(1)用镜像电荷来代替导体平面上的感应电荷。镜像电荷的大小：-q；44分（2）有三个镜像电荷，分别在两个导电平面的对称位置。6分2分2．解：作半径为的圆柱面上磁场为常数，用安培环路定律得：2分2分时，解得：即2分时，解得：2分即2分时，2分解得：即2分2分时，解得：即2分3.解：（1）2分无源空间中，由麦克斯韦方程得2分44分故位移电流（2）2分2分相量表示式为：（3）自由空间中，相速等于光速2分2分2分4.解：设同轴线内导体线电荷密度为。作半径为的圆柱面作为高斯面，2分由高斯定理2分介质内（）：4分4分内外导体间的电压为4分4分莆田学院期末考试试卷（C）卷2010—2011学年第一学期课程名称：电磁场适用年级/专业：08/通信试卷类别开卷（）闭卷（√）学历层次本科考试用时120分钟《考生注意：答案要全部抄到答题纸上，做在试卷上不给分》一、填空题（每空2分，共30分）1.对于矢量，若，则①，②。2.静电场中导体内的电场为①，电场强度与电位函数的关系为②。3.传导电流和位移电流的形成分别是①，②。4.高频电磁波只集中在良导体的表面薄层，而在良导体内部几乎无高频电磁波存在，这种现象称为①，趋肤深度的表达式②。5.真空中静电场的基本方程的微分形式为①、②、③。6.分析恒定磁场时，在无界真空中，两个基本场变量为①，它们之间的关系为②。7.在恒定电流的磁场中，两种介质分界面两侧场量变化关系（即边界条件）是①，②。二、单项选择题（每小题3分，共21分）1.用镜像法求解电场边值问题时，判断镜像电荷设置是否正确的依据是。

A.镜像电荷的位置是否与原电荷对称

B.镜像电荷是否与原电荷等值异号

C.待求区域内的电位函数所满足的方程与边界条件是否保持不变

2.以下关于时变电磁场的叙述中，不正确的是。

A.电场是有旋场

B.电场和磁场相互激发C.磁场是有源场

3.以下关于在导电媒质中传播的电磁波的叙述中，正确的是。

A.不再是平面波

B.电场和磁场不同相位C.振幅不变4.频率f=50MHz的均匀平面波在某个理想介质（介电常数，磁导率，电导率）中传播时，波速。

A.等于光速CB.等于C/2

C.等于C/45.有一圆形气球,电荷均匀分布在其表面上,在此气球被吹大的过程中,球外的电场强度。A.增大

B.不变C.减小

6.导电媒质中恒定电场满足的边界条件___。

A.D1n=D2nB.J1n=J2nC.E1t=E2tD.同时选择B和C7.成立的条件是在。

A.

非导电媒质介面上

B.任何介质界面上C.

导电媒质界面上

三.判断题：（每小题1分，共9分）（正确的在括号中打“√”，错误的打“×”）1.标量场的梯度运算和矢量场的旋度运算都是矢量。（）2.泊松方程和拉普拉斯方程都适用于有源区域。（）3.静电场的边值问题，在每一类的边界条件下，泊松方程或拉普拉斯方程的解都是唯一的。（）4.均匀导体中没有净电荷，在导体面或不同导体的分界面上，也没有电荷分布。（）5.从任意闭合面穿出的恒定电流为零。（）6.电子仪器设备常须要接地，而接地电阻要求是越小越好。（）7.恒定电场在两种不同导电媒质的分界面上，电流密度的法向分量和电场强度的切向分量处处连续。（）8.如果为任意一个矢量，则下式恒成立。（）9.此式表明变化的磁场产生电场。（）四、计算题（每小题10分，共40分）1.（10分）(1)将一个点电荷q放置在无限大的导电平面上方，距离导电平面d处。如果要用镜像法来求解空间的电位分布，试确定镜像电荷的大小及位置；(2）如果一个点电荷q放置在两无限大导电平面构成的直角劈中，画图表示出其镜像电荷大小及位置。2.（10分）无限长同轴电缆内导体半径为a，外导体内、外半径分别为b和c。电缆中有恒定电流I流过（即内导体上电流为I，外导体上电流为反向的I），求电缆内外空间的磁通密度。3.（10分）设无源空间磁通密度为，求：（1）空间位移电流密度的瞬时值；（2）空间电场强度的相量形式；（3）系数。4.（10分）已知在空气中传播的正弦平面电磁波的电场为，试求：（1）坡印廷矢量的瞬时值；(2)此电磁波是何种极化，旋向如何？