《电磁场理论》电磁场理论题集

《电磁场理论》题集一、选择题（每题2分，共20分）电磁波在真空中传播的速度是：（）

A.340m/s

B.3×10^8m/s

C.3×10^10cm/s

D.与频率有关静电场中，关于电场线的描述，以下正确的是：（）

A.电场线是闭合曲线

B.电场线的切线方向代表该点电场强度的方向

C.电场线的疏密程度与电场强度无关

D.两条电场线可以相交磁场的基本性质是对放入其中的（）有力的作用。

A.磁铁

B.电流元

C.运动电荷

D.静止电荷法拉第电磁感应定律表明，感应电动势的大小与（）成正比。

A.磁通量

B.磁感应强度

C.磁通量的变化量

D.磁通量的变化率麦克斯韦预言了电磁波的存在，其理论依据是：（）

A.牛顿运动定律

B.法拉第电磁感应定律

C.变化的电场周围会产生磁场

D.光的波动理论在电磁波谱中，频率最高的是：（）

A.无线电波

B.红外线

C.紫外线

D.γ射线关于电磁波的传播，以下说法正确的是：（）

A.电磁波只能在真空中传播

B.电磁波不能在介质中传播

C.电磁波在真空中的传播速度最快

D.电磁波的传播速度与介质无关静电屏蔽的原理是：（）

A.用金属壳把电场罩住

B.使金属壳内部电场强度为零

C.使金属壳外部电场强度为零

D.使电荷在金属壳上均匀分布安培环路定律表明，磁场强度与（）成正比。

A.电流强度

B.电流元的长度

C.环绕电流的圈数

D.环绕电流的路径所围成的面积电磁波的传播方向与电场和磁场的关系是：（）

A.与电场方向相同

B.与磁场方向相同

C.垂直于电场和磁场构成的平面

D.与电场和磁场方向无关二、填空题（每题2分，共20分）静电场中，等势面上各点的电势__________。磁感应强度的单位是__________。根据安培定则，直线电流的磁场方向可以用__________定则来判断。麦克斯韦方程组包括四个方程，分别描述了电场和磁场的__________、__________、和。电磁波在介质中的传播速度比在真空中__________（填“快”或“慢”）。电磁波的波长、频率和波速之间的关系是__________。静电屏蔽是利用金属导体的__________性质，将静电场限制在某一区域内，不使其扩散到其他区域。法拉第电磁感应定律的数学表达式为__________。电磁波谱中，波长最长的是__________波，波长最短的是__________波。电磁波的传播__________（填“需要”或“不需要”）介质。三、名词解释题（每题4分，共12分）解释电磁感应现象。描述静电屏蔽的基本原理。阐述麦克斯韦方程组在电磁场理论中的重要性。四、解答题（每题8分，共24分）简述电磁波的产生和传播机制。讨论电磁波在通信领域的应用及其优势。分析静电场中等势面的特点及其物理意义。五、计算题（每题10分，共30分）一个半径为10cm的圆形线圈，通有5A的电流，求线圈中心点的磁感应强度。（真空磁导率为4π×10^-7H/m）一个电容器两极板间的电势差为100V，极板间距为2mm，求两极板间的电场强度。一根长直导线通有10A的直流电，求距离导线1m处的磁感应强度大小。六、案例分析题（每题6分，共18分）分析雷达系统如何利用电磁波进行目标探测。讨论无线电广播的工作原理及电磁波在其中的作用。描述微波炉的工作原理，以及它如何利用电磁波加热食物。《电磁场理论》题集答案一、选择题B.电磁波在真空中传播的速度是光速，即3×10^8m/s。B.电场线的切线方向代表该点电场强度的方向。B.磁场对放入其中的电流元有力的作用。D.法拉第电磁感应定律表明，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。C.麦克斯韦预言电磁波存在的理论依据是变化的电场周围会产生磁场。D.在电磁波谱中，频率最高的是γ射线。C.电磁波在真空中的传播速度最快。B.静电屏蔽的原理是使金属壳内部电场强度为零。A.安培环路定律表明，磁场强度与电流强度成正比。C.电磁波的传播方向垂直于电场和磁场构成的平面。二、填空题相等特斯拉（T）右手螺旋产生、散度、旋度、时变关系慢c=λf，其中c是波速，λ是波长，f是频率。导电和屏蔽ε=-n(dΦ)/(dt)，其中ε是感应电动势，n是线圈匝数，Φ是磁通量，t是时间。无线电波、γ射线不需要三、名词解释题电磁感应现象：当导体在磁场中做切割磁感线运动时，或者磁场发生变化时，导体中会产生感应电动势，从而在导体中产生电流，这种现象称为电磁感应现象。静电屏蔽的基本原理：利用金属导体的导电和屏蔽性质，将静电场限制在某一区域内，不使其扩散到其他区域。金属导体内部电场为零，因此外部电场对金属导体内部没有影响。麦克斯韦方程组在电磁场理论中的重要性：麦克斯韦方程组是描述电磁场基本规律的数学表达式，包括四个方程，分别描述了电场和磁场的产生、散度、旋度和时变关系。麦克斯韦方程组揭示了电磁波的存在，并预言了电磁波的传播速度为光速，为无线通信、雷达、广播等技术的发展奠定了基础。四、解答题电磁波的产生是由于变化的电场和磁场相互作用而产生的。当电场或磁场发生变化时，会在空间中激发出电磁波。电磁波的传播机制是通过电场和磁场的交替变化来传递能量和信息。电磁波在通信领域的应用非常广泛，包括无线电广播、电视广播、移动通信、卫星通信等。电磁波的优势在于传播速度快、传输距离远、不受地形地貌限制等。此外，电磁波还可以实现无线通信，方便快捷。静电场中等势面是指电势相等的点组成的面。等势面的特点是在同一等势面上移动电荷时，电场力不做功。等势面的物理意义在于它可以帮助我们更直观地理解电场的分布情况，以及电荷在电场中的运动情况。五、计算题根据毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律，可以计算出线圈中心点的磁感应强度。具体计算过程略复杂，需要利用积分等数学工具。最终结果为B=(μ0I)/(2R)，其中μ0是真空磁导率，I是电流强度，R是线圈半径。代入已知数据计算得B=(4π×10-7)×(5)/(2×0.1)=3.14×10-5T。电容器两极板间的电场强度E=U/d，其中U是电势差，d是极板间距。代入已知数据计算得E=100/0.002=50000V/m。长直导线周围的磁感应强度B=(μ0I)/(2πr)，其中r是距离导线的距离。代入已知数据计算得B=(4π×10-7)×(10)/(2π×1)=2×10-6T。六、案例分析题雷达系统利用电磁波进行目标探测的原理是：雷达发射机发射出一定频率的电磁波，当这些电磁波遇到目标时会被反射回来形成回波信号。雷达接收机接收到这些回波信号后进行处理和分析，从而确定目标的距离、速度和方位等信息。无线电广播的工作原理是利用电磁波将声音信号传输到远距离的接收器上。在发射端将声音信号转换成电信号，并通过调制器将电信号调制到高频电磁波上发射出去。在