電磁場考試試題及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電磁波考題整理一、填空題1. 某一矢量場，其旋度處處為零，則這個矢量場可以表示成某一標(biāo)量函數(shù)的（梯度）形式。2. 電流連續(xù)性方程的積分形式為（=-）3. 兩個同性電荷之間的作用力是（相互排斥的）。4. 單位面積上的電荷多少稱為（面電荷密度）。5. 靜電場中，導(dǎo)體表面的電場強(qiáng)度的邊界條件是：（D1n-D2n=s）6. 矢量磁位A和磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的關(guān)系式：（ = x ）7. .E（Z，t）=exEmsin（wt-kz-）+ eyEmcos（wt-kz+），判斷上述均勻平面電磁波的極化方式為：（圓極化）（應(yīng)該是 90確定）8. 相速是指 均勻平面電磁波在理想介質(zhì)中的傳播速

2、度。9.根據(jù)電磁波在波導(dǎo)中的傳播特點，波導(dǎo)具有（HP）濾波器的特點。（HP，LP，BP三選一）10.根據(jù)電與磁的對偶關(guān)系，我們可以由電偶極子在遠(yuǎn)區(qū)場的輻射場得到（磁偶極子）在遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生的輻射場11. 電位移矢量D=0E+P 在真空中 P的值為（0）12. 平板電容器的介質(zhì)電容率越大，電容量越 大。13.恒定電容不會隨時間（變化而變化）14.恒定電場中沿電源電場強(qiáng)度方向的閉合曲線積分在數(shù)值上等于電源的（電動勢）15. 電源外媒質(zhì)中電場強(qiáng)度的旋度為 0。16.在給定參考點的情況下，庫倫規(guī)范保證了矢量磁位的（散度為零）17.在各向同性媚質(zhì)中，磁場的輔助方程為(D=E, B=H, J=E)18. 平面電

3、磁波在空間任一點的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度都是距離和時間的 函數(shù)。19. 時變電磁場的頻率越高，集膚效應(yīng)越 明顯。20. 反映電磁場中能量守恒與轉(zhuǎn)換規(guī)律的定理是 坡印廷定理。二、名詞解釋1. 矢量：既存在大小又有方向特性的量2. 反射系數(shù)：分界面上反射波電場強(qiáng)度與入射波電場強(qiáng)度之比3. TEM波：電場強(qiáng)度矢量和磁場強(qiáng)度矢量均與傳播方向垂直的均勻平面電磁波4. 無散場：散度為零的電磁場,即·=0。5. 電位參考點：一般選取一個固定點，規(guī)定其電位為零，稱這一固定點為參考點。當(dāng)取點為參考點時，P點處的電位為=；當(dāng)電荷分布在有限的區(qū)域時，選取無窮遠(yuǎn)處為參考點較為方便，此時=。6. 線電流：由分布在

4、一條細(xì)線上的電荷定向移動而產(chǎn)生的電流。7.磁偶極子：磁偶極子是類比而建立的物理模型。具有等值異號的兩個點磁荷構(gòu)成的系統(tǒng)稱為磁偶極子場。磁偶極子受到力矩的作用會發(fā)生轉(zhuǎn)動，只有當(dāng)力矩為零時，磁偶極子才會處于平衡狀態(tài)。利用這個道理，可以進(jìn)行磁場的測量。但由于沒有發(fā)現(xiàn)單獨(dú)存在的，故我們將一個載有的圓形作為的模型。8. 電磁波的波長：空間相位變化所經(jīng)過的距離稱為波長，以表示。按此定義有，所以。9. 極化強(qiáng)度 描述介質(zhì)極化后形成的每單位體積內(nèi)的電偶極矩。10. 坡印廷定理 電磁場的能量轉(zhuǎn)化和守恒定律稱為坡印廷定理：每秒體積中電磁能量的增加量等于從包圍體積的閉合面進(jìn)入體積功率。11. 線性均勻且各向同性電介

5、質(zhì) 若煤質(zhì)參數(shù)與場強(qiáng)大小無關(guān)，稱為線性煤質(zhì)。若煤質(zhì)參數(shù)與場強(qiáng)方向無關(guān)，稱為各向同性煤質(zhì)。若煤質(zhì)參數(shù)與位置無關(guān)，責(zé)稱均勻煤質(zhì)。若煤質(zhì)參數(shù)與場強(qiáng)頻率無關(guān)，稱為各向同性煤質(zhì)。12.安培環(huán)路定理 在真空中磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任意回路的環(huán)量等于真空磁導(dǎo)率乘以與該回路相交鏈的電流的代數(shù)和。13. 布儒斯特角(P208)對于非磁性媒質(zhì)，均勻平面電磁波平行極化斜入射，在某一入射角時沒有反射，即發(fā)生全投射，這個（入射）角即為布儒斯特角（即i=B）。14. 臨界角(P208)對于非磁性媒質(zhì)，入射波自介電常數(shù)大的媒質(zhì)向介電常數(shù)小的媒質(zhì)入射時，當(dāng)入射角大于或等于某一角度時，發(fā)生全反射現(xiàn)象，這一角即臨界角，記為c 。15. 相

6、位匹配條件（P200）入射波傳播矢量、反射波傳播矢量和透射波傳播矢量沿介質(zhì)分界面的切向分量相等（即 kix=krx=ktx, kiy=kry=kty）,這一結(jié)論稱為相位匹配條件。三、簡答題1.從電場和磁場的能量體密度公式出發(fā)，比較一般情況下有m>e的結(jié)果。 靜電場的能量密度e，e=(1/2)E·D 磁場能量密度m，m=（1/2）B·H 理想狀況下，等量的電能轉(zhuǎn)換成電場能量和磁場能量時，電場的能量密度等于磁場能量密度，但在 實際中，轉(zhuǎn)換成電場能時會有熱損耗，所以一般情況下有m>e。2.從平面電磁波角度分析，透入深度(集膚深度)與電磁波頻率f及磁導(dǎo)率，電導(dǎo)率的關(guān)系

7、=（1/f）1/2 (m) 導(dǎo)電性能越好（電導(dǎo)率越大），工作頻率越高，則集膚深度越小。3.如何由電位求電場強(qiáng)度，試寫出直角坐標(biāo)系下的表達(dá)式（27頁）已知電場強(qiáng)度E=，在直角坐標(biāo)系下=+，所以電場強(qiáng)度E=+4.傳導(dǎo)電流，位移電流，運(yùn)流電流是如何定義的，各有什么特點（ 52頁 130頁）傳導(dǎo)電流是，在導(dǎo)體中的自由電子或半導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下形成的定向運(yùn)動形成的電流特點：適用于導(dǎo)體或半導(dǎo)體中，服從歐姆定律，焦耳定律運(yùn)送電流是，在真空或氣體中，帶電粒子在電場力作用下定向運(yùn)動形成的電流 特點：適用于真空或氣體中，不服從歐姆定律，焦耳定律位移電流是，電位移矢量隨時間的變化率。（這個定義沒找著，在

8、網(wǎng)上查的）特點：并不代表電荷的運(yùn)動，且產(chǎn)生磁效應(yīng)方面和一般意義下的電流等效。5.電場強(qiáng)度相同時，電介質(zhì)中的電能體密度為什么比真空中的大.因能量密度而，所以在E相同時6. 均勻平面電磁波的特點 答案：均勻平面電磁波是指等相位面為無限大平面，且等相位面上各點的場強(qiáng)大小相等，方向相同的電磁波，即沿某方向傳播的平面電磁波的場量除隨時間變化外，只與波傳播方向的坐標(biāo)有關(guān)，而與其它坐標(biāo)無關(guān)。7. 麥克斯韋的位移電流假設(shè)的重要意義（不確定 課本123頁） 1、位移電流與傳導(dǎo)電流相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成閉合電流（全電流）Is=Ic+ID 2、使穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理對非穩(wěn)恒磁場也成立。 3、得出位移電流對電磁波的存在是基

9、要的，并將電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)聯(lián)結(jié)成一個統(tǒng)一理論。 這個可能不全，希望大家及時補(bǔ)充。8. 一塊金屬在均勻磁場中勻速移動，金屬中是否會有渦流，為什么？ 不會產(chǎn)生渦流，因為產(chǎn)生渦流的條件是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變 化。9.在研究突變電磁場中，引入哪些函數(shù)，寫出他們與場矢量之間的關(guān)系。10. 簡述電磁波的波長和相位常數(shù)的基本定義（參考百度百科：電磁波 相位常數(shù)）電磁波的傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面電磁波的相位常數(shù)：當(dāng)電磁波沿均勻介質(zhì)傳播時，每單位長度電磁波的相位移（個人觀點僅供參考） 相位常數(shù)：當(dāng)電壓或電流波沿均勻線傳播是，每單位長度的電壓波或電流的相位移11. 描述均勻

10、平面電磁波在損耗媒質(zhì)中的傳播特性（可參考以下兩張圖片）12.據(jù)電荷守恒原理推導(dǎo)時變場中的電流連續(xù)性方程（僅供參考） 13. 為什么在靜電場分析時，考慮電介質(zhì)的作用?當(dāng)一塊電介質(zhì)受外電場的作用而極化后，就等效為真空中一系列電偶極子。極化介質(zhì)產(chǎn)生的附加電場，實質(zhì)上就是這些電偶極子產(chǎn)生的電場。（P31）四、單選題1.E在SI單位制中的量綱（）A、庫/m2B、VC、V/mD庫/m這是國際單位制導(dǎo)出表：答案：C2. 矢量磁位A的旋度，等于(      )  A. H  B. B  C. J  D. E答案：B 3.

11、 磁介質(zhì)在外部磁場作用下，在介質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)(      )  A. 自由電流   B. 極化電流  C. 運(yùn)流電流  D. 磁偶極子答案：D 4. 恒定電流電場的J（電流密度）與電場強(qiáng)度E的一般關(guān)系式是(      ) A.E=J B.J=E C.J=(E+E局外)     D. J=(E-E局外)答案：B 5. 平行板電容器極板間電介質(zhì)有漏電時，則在其介質(zhì)與空間分界面處(    

12、;  ) A.E連續(xù)   B. D連續(xù)  C. J的法線分量連續(xù)     D. J連續(xù)答案：C恒定電流場的邊界條件為：電流密度J在通過界面時其法線分量連續(xù)，電場強(qiáng)度E的切向分量連續(xù)。6. 同軸電感導(dǎo)體間的電容C，當(dāng)其電介質(zhì)增大時，則電容C（ ）A減小 B增大 C不變 D按e的指數(shù)變化答案B7. 已知=（3x-3y）+（x-z）+(2y-2x),若以知，則電荷密度為（）A.30B.3/0C.3D.0 = D，D=（3x-3y）對x偏導(dǎo)+（x-z）對y偏導(dǎo)+（2y-2x）對z偏導(dǎo)=3答案：C8. 運(yùn)流電流是由下列（ ）A 真空中

13、自由電荷 B 電介質(zhì)中極化電荷移動C 導(dǎo)體中的自由電荷移動 D 磁化電流移動答案：A9. 由S的定義，可知S的方向（ ）A與E相同 B與E垂直 C與H垂直 D與E和H均垂直且符合右手螺答案D10.電場能量體密度（）A.EDB.1/2EDC.BHD1/2EH答案：B11.時變磁場中，有一運(yùn)動的導(dǎo)體回路速度為V。這在下述情況下導(dǎo)體回路中既有發(fā)動機(jī)電動勢，又有變壓器電動勢，（）電動勢最大。A.速度方向V與B、E平行B.V與E、B呈任意角度C.V與E、B垂直最大D.不能確定時變電磁場中的電動勢包括發(fā)動機(jī)電動勢和變壓器電動勢，產(chǎn)生條件分別為導(dǎo)體回路運(yùn)動切割磁感線和磁通量的變化。（切割磁感線）答案：C12

14、. 磁介質(zhì)中的磁場強(qiáng)度由（）產(chǎn)生。A 自由電流 B 束縛電流 C 磁化電流 D 運(yùn)流電流答案：C 13. 時變場中如已知動態(tài)位A（矢量磁位）和（動態(tài)磁位），則由與B和E的關(guān)系式可知（ D ）。A B只由A確定，與無關(guān) B B和E均與A、有關(guān)C E只與有關(guān)，B只與A有關(guān) D E與A和有關(guān)，B只與A有關(guān)14. 靜電場中試驗電荷受到的作用力與試驗電荷量成（）關(guān)系A(chǔ)正比 B 反比C平方D平方根答案A15. 導(dǎo)體在靜電平衡下，其內(nèi)部電場強(qiáng)度（）A常數(shù) B為0 C不為0 D不確定答案B16. 極化強(qiáng)度與電場強(qiáng)度成正比的電介質(zhì)，稱為（）電介質(zhì)A均勻 B各向同性 C線性 D可極化答案C17. 均勻?qū)щ娒劫|(zhì)的電

15、導(dǎo)率，不隨（）變化A電流密度 B空間位置 C時間 D溫度答案B18.時變電磁場中，感應(yīng)電動勢與材料電導(dǎo)率成（）A.正比B.反比C.平方D.無關(guān)19.磁場能量存在于（）區(qū)域A.磁場B.電流源C.電磁場耦合D.電場答案A20. 真空中均勻平面波的波阻抗為( ) A.237 B.337 C.277 D.377答案D 21.下列哪個導(dǎo)波裝置可以傳輸TEM波（）A空心波導(dǎo)B圓波導(dǎo)C矩形波導(dǎo)D同軸線同軸線傳輸電磁波的主模式是TEM，也可以傳輸TE波和TM波。答案：D22.電偶極子天線，輻射遠(yuǎn)區(qū)場，磁場與距離的關(guān)系（）A與距離成反比B與距離成正比C與距離的平方成反比D與距離的平方成正比答案：A五、大題例 5

16、 - 9 設(shè)區(qū)域(z<0)的媒質(zhì)參數(shù)r1=1, r1=1, 1=0；區(qū)域(z>0)的媒質(zhì)參數(shù)r2=5, r2=20, 2=0。區(qū)域中的電場強(qiáng)度為 區(qū)域中的電場強(qiáng)度為 試求：(1) 常數(shù)A；(2) 磁場強(qiáng)度H1和H2；(3) 證明在z=0處H1和H2滿足邊界條件。 解：(1) 在無耗媒質(zhì)的分界面z=0處， 有 由于E1和E2恰好為切向電場， (2) 根據(jù)麥克斯韋方程 有所以同理， 可得 (3) 將z=0代入(2)中得 例 5 - 14 已知無源(=0, J=0)的自由空間中，時變電磁場的電場強(qiáng)度復(fù)矢量式中k、E0為常數(shù)。求：(1) 磁場強(qiáng)度復(fù)矢量； (2) 坡印廷矢量的瞬時值；(3) 平均坡印廷矢量。 解： (1) 例 6-10 頻率為f=300MHz的線極化均勻平面電磁波，其電場強(qiáng)度振幅值為2V/m，從空氣垂直入射到r=4、r=1的理想介質(zhì)平面上，求： (1) 反射系數(shù)、透射系數(shù)、駐波比； (2) 入射波、反射波和透射波的電場和磁場； (3) 入射功率、反射功率和透射功率。 解：設(shè)入射波為x方向的線極化波，沿z方向傳