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电磁场与电磁波试题

2011-12-22 3页 doc 451KB 154阅读

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电磁场与电磁波试题《电磁场与电磁波》测验试卷﹙一﹚ 1、 填空题(每题8分,共40分) 1、在国际单位制中,电场强度的单位是________;电通量密度的单位是___________;磁场强度的单位是____________;磁感应强度的单位是___________;真空中介电常数的单位是____________。 2、静电场 和电位Ψ的关系是 =_____________。 的方向是从电位_______处指向电位______处。 3、位移电流与传导电流不同,它与电荷___________无关。只要电场随__________变化,就会有...
电磁场与电磁波试题
《电磁场与电磁波》测验试卷﹙一﹚ 1、 填空题(每题8分,共40分) 1、在国际单位制中,电场强度的单位是________;电通量密度的单位是___________;磁场强度的单位是____________;磁感应强度的单位是___________;真空中介电常数的单位是____________。 2、静电场 和电位Ψ的关系是 =_____________。 的方向是从电位_______处指向电位______处。 3、位移电流与传导电流不同,它与电荷___________无关。只要电场随__________变化,就会有位移电流;而且频率越高,位移电流密度___________。位移电流存在于____________和一切___________中。 4、在两种媒质分界面的两侧,电场 的切向分量E1t-E2t=________;而磁场 的法向分量B1n-B2n=_________;电流密度 的法向分量J1n-J2n=___________。 5、沿Z轴传播的平面电磁波的复数示式为: , 。 二、计算题(题,共60分) 1、(15分)在真空中,有一均 匀带电的长度为L的细杆, 其电荷线密度为τ。 求在其横坐标延长线上距 杆端为d的一点P处的电 场强度EP。 2、(10分)已知某同轴电容器的内导体半径为a,外导体的内半径为c, 在a﹤r﹤b (b﹤c)部分填充电容率为ε的电介质,求其单位长度上的电容。 3、(10分)一根长直螺线管,其长度L=1.0米,截面积S=10厘米2,匝数N1=1000匝。在其中段密绕一个匝数N2=20匝的短线圈,请计算这两个线圈的互感M。 4、(10分)某回路由两个半径分别为R和r的 半圆形导体与两段直导体组成,其中通有电流I。 求中心点O处的磁感应强度 。 5、电场强度为 伏/米的电磁波在自由空间传播。问:该波是不是均匀平面波?并请说明其传播方向。 求:(1)波阻抗; (2)相位常数; (3)波长; (4)相速; (5) 的大小和方向; (6)坡印廷矢量。 《电磁场与电磁波》测验试卷﹙二﹚ (一)、问答题(共50分) 1、(10分)请写出时变电磁场麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式,并写出其辅助方程。 2、(10分)在两种媒质的交界面上,当自由电荷面密度为ρs、面电流密度为Js时,请写出 的边界条件的矢量表达式。 3、(10分)什么叫TEM波,TE波,TM波,TE10波? 4、(10分)什么叫辐射电阻?偶极子天线的辐射电阻与哪些因素有关? 5、什么是滞后位?请简述其意义。 (二)、计算题(共60分) 1、(10分)在真空里,电偶极子电场中的任意点M(r、θ、φ)的电位为 (式中,P为电偶极矩, ), 而 。 试求M点的电场强度 。 2、(15分)半径为R的无限长圆柱体均匀带电,电荷 体密度为ρ。请以其轴线为参考电位点, 求该圆柱体内外电位的分布。 3、(10分)一个位于Z轴上的直线电流I=3安培,在其旁 边放置一个矩形导线框,a=5米,b=8米,h=5米。 最初,导线框截面的法线与I垂直(如图),然后将该 截面旋转900,保持a、b不变,让其法线与I平行。 求:①两种情况下,载流导线与矩形线框的互感系数M。 ②设线框中有I′=4安培的电流,求两者间的互感磁能。 4、(10分)P为介质(2)中离介质边界极近的一点。 已知电介质外的真空中电场强度为 ,其方向与 电介质分界面的夹角为θ。在电介质界面无自由电 荷存在。求:①P点电场强度 的大小和方向; 5、(15分)在半径为R、电荷体密度为ρ的球形 均匀带电体内部有一个不带电的球形空腔,其半径为r, 两球心的距离为a(r<a<R)。介电常数都按ε0计算。 求空腔内的电场强度E。             《电磁场与电磁波》测验试卷﹙三﹚ 2、 填空题(每题8分,共40分) 1、 真空中静电场高斯定理的内容是:__________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 2、 等位面的两个重要性质是:①_____________________________________________, ②____________________________________________________________________。 3、 真空中的静电场是__________场和__________场;而恒定磁场是____________场和__________场。 4、 传导电流密度 。位移电流密度 。 电场能量密度We=___________。磁场能量密度Wm=___________。 5、 沿Z轴传播的平面电磁波的三角式: _____________________, _________________________________;其波速V=__________________________, 波阻抗η=__________________,相位常数β=_______________________。 (二)计算题(共50分) 1、(10分)如图内外半径分别为r、R的同轴电缆, 中间充塞两层同心介质:第一层ε1=2ε0, 其半径为r';第二层ε2=3ε0 。 现在内外柱面间加以直流电压U。 求:①电缆内各点的场强E 。 ②单位长度电缆的电容。 ③单位长度电缆中的电场能。 2、(10分)在面积为S、相距为d的平板 电容器里,填以厚度各为d/2、介电常 数各为εr1和εr2的介质。将电容器两极 板接到电压为U0的直流电源上。 求:①电容器介质εr1和εr2内的场强; ②电容器极板所带的电量; ③电容器中的电场能量。 3、(10分)有一半径为R的圆电流I。 求:①其圆心处的磁感应强度 =? ②在过圆心的垂线上、与圆心相距为H的一点P,其 =? 4、(10分)在Z轴原点,安置一个电偶极子天线。 已知电偶极子轴射场的表示式为:    求:①在Y轴上距O点为r处的平均能流密度。 ②和天线成450而距O点同样为r的地方的平均能流密度。 5、(10分)有一根长L=1m的电偶极子天线,,其激励波长λ=10m,激励波源的电流振幅I=5A。试求该电偶极子天线的辐射电阻Rr和辐射功率PΣ。 《电磁场与电磁波》学习提要 第1章 场论简介 1、 方向导数和梯度的概念;方向导数和梯度的关系。 2、 通量的定义;散度的定义及作用。 3、 环量的定义;旋度的定义及作用;旋度的两个重要性质。 4、 场论的两个重要定理:高斯散度定理和斯托克斯定理。 第二章 静电场 1、 电场强度的定义和电力线的概念。 2、 点电荷的场强公式及场强叠加原理;场强的计算实例。 3、静电场的高斯定理;用高斯定理求场强方法与实例。 4、电压、电位和电位差的概念;点电荷电位公式;电位叠加原理。 5、等位面的定义;等位面的性质;电位梯度,电位梯度与场强的关系。 6、静电场环路定理的积分形式和微分形式,静电场的基本性质。 7、电位梯度的概念;电位梯度和电场强度的关系。 8、导体静电平衡条件;处于静电平衡的导体的性质。 9、电偶极子的概念。 10、电位移向量;电位移向量与场强的关系;介质中高斯定理的微分形式和积分形式;求介质中的场强。 11、介质中静电场的基本方程;介质中静电场的性质。 12、独立导体的电容;两导体间的电容;求电容及电容器电场的方法与实例。 13、静电场的能量分布,和能量密度的概念。 第三章 电流场和恒定电场 1、 传导电流和运流电流的概念。 2、 电流强度和电流密度的概念;电流强度和电流密度的关系。 3、 欧姆定律的微分形式和积分形式。 4、 电流连续性方程的微分形式和积分形式;恒定电流的微分形式和积分形式及其意义。 5、 电动势的定义。 6、 恒定电场的基本方程及其性质。 第四章 恒定磁场 1、 电流产生磁场,恒定电流产生恒定磁场。 2、 电流元与电流元之间磁相互作用的规律-安培定律。 3、 安培公式;磁感应强度矢量的定义;磁感应强度矢量的方向、大小和单位。 4、 洛仑兹力及其计算公式。 5、 电流元所产生的磁场元:比奥-萨伐尔定律;磁场叠加原理;磁感应线。计算磁场的方法和实例。 6、 磁通的定义和单位。 7、 磁通连续性原理的微分形式、积分形式和它们的意义。 8、 通量源和旋涡源的定义。 9、 安培环路定律的积分形式和微分形式。 10、安培环路定律的应用。 11、磁场强度的定义,磁场强度的单位,磁场强度矢量和磁感应强度矢量的关系。 12、磁介质中的安培环路定律的积分形式微分形式。 13、用安培环路定律的积分形式来计算磁感应强度。 14、磁通、磁链和自感。求电感的方法和实例。 15、互感;求互感的方法和实例。 第5章 时变电磁场 1、 法拉第电磁感应定律的积分形式和微分形式;感应电动势的正方向;感应电场的特点;感应电场电力线的特点;感应电动势的计算实例。 2、 位移电流密度;位移电流特点;推广的安培环路定律的积分形式和微分形式;全电流连续定律。 3、 麦克斯韦方程组的积分形式、微分形式和辅助方程;这些方程的物理意义。 4、 电磁场的边界条件及其推导方法。 5、 理想导体表面处的边界条件。 6、 电磁场的能量密度;坡印廷定理;坡印廷矢量。 第6章 电磁波的传播 1、 无源空间电磁波一维波动方程的解(即方程6.1-4a至 6.1-4f)的物理意义;E0、H0、ω、v、λ和k的物理意义。 2、 平面电磁波的基本性质;波阻抗的概念。 3、 平面简谐电磁波的平均能量密度;平均能流密度矢量。 4、 传播常数、相位常数和衰减常数的概念。 5、 电磁波在均匀导电媒质中的传播规律;透入深度的概念 6、 圆极化波、椭圆极化波的特点。 7、 反射定律和折射定律。 8、 半波损失、布儒斯特角、光密媒质、光密媒质和全反射的概念。 第7章 传输线和波导 1、 自由电磁波的概念;导行波的概念。 2、 高频电磁波在传输线中传播时的特点;“长线”和“短线”的概念。 3、 横电磁波、横电波和横磁波的概念。 4、同轴电缆的传输特性; 矩形波导的传输特性 5、波导壁面对传播波的作用;矩形波导中的主波TE10波场结构和面电流的特点。 6、工作波长、波导波长、截止频率和截止波长的概念。 7、 截止波长与矩形波导几何尺寸的关系。 第8章 电磁波辐射 1、 辐射和天线的定义。 2、 滞后位和动态位的概念。 3、 近区和远区的概念;偶极子天线近区场和远区场的特点。 4、 天线辐射电阻、总辐射功率的概念及它们之间的关系。 5、 理想点源、方向性系数、天线效率和天线增益的概念。 � EMBED Visio.Drawing.6 ��� � EMBED Visio.Drawing.6 ��� PAGE 1 _1103345127.unknown _1103351723.unknown _1103373984.unknown _1103386956.unknown _1166098454.vsd � a� x� R � O� r� _1219655629.vsd 0� r� r� R� �� � �� � 1 � 2 � � � � � _1103386882.unknown _1103370010.unknown _1103373722.unknown _1103353463.unknown _1103345585.unknown _1103346334.unknown _1103345183.unknown _1103303964.unknown _1103305035.unknown _1103305225.unknown _1103304322.unknown _1103299723.unknown _1103303931.unknown _1103300478.unknown _1103292398.unknown _1103292774.unknown _1103298263.unknown _1103292720.unknown _1103291453.unknown
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