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电磁场精选复习题 附答案

电磁场精选复习题  附答案
电磁场精选复习题  附答案

最新电磁场与电磁波复习题(含答案)

电磁场与电磁波复习题 一、填空题 1、矢量的通量物理含义是矢量穿过曲面的矢量线总数,散度的物理意义矢量场中任 意一点处通量对体积的变化率。散度与通量的关系是矢量场中任意一点处通量对体积的变化率。 2、 散度在直角坐标系的表达式 z A y A x A z y x A A ??????++ = ??=ρ ρdiv ; 散度在圆柱坐标系下的表达 ; 3、矢量函数的环量定义矢量A 沿空间有向闭合曲线C 的线积分, 旋度的定义 过点P 作一微小曲面S,它的边界曲线记为L,面的法线方与曲线绕向成右 手螺旋法则。当S 点P 时,存在极限环量密度。二者的关系 n dS dC e A ρρ?=rot ; 旋度的物理意义点P 的旋度的大小是该点环量密度的最大值;点P 的旋度的方向是该 点最 大环量密度的方向。 4.矢量的旋度在直角坐标系下的表达式 。 5、梯度的物理意义标量场的梯度是一个矢量,是空间坐标点的函数。梯度的大小为该点 标量函数 ?的最大变化率,即该点最 大方向导数;梯度的方向为该点最大方向导数的 方向,即与等值线(面)相垂直的方向,它指向函数的增加方向等值面、方向导数与 梯度的关系是梯度的大小为该点标量函数 ?的最大变化率,即该点最 大方向导数; 梯度的方向为该点最大方向导数的方向,即与等值线(面)相垂直的方向,它指向函数 的增加方向.; 6、用方向余弦cos ,cos ,cos αβγ写出直角坐标系中单位矢量l e r 的表达 式 ;

7、直角坐标系下方向导数 u ?的数学表达式是 ,梯度的表达式 8、亥姆霍兹定理的表述在有限区域内,矢量场由它的散度、旋度及边界条件唯一地确定,说明的问题是矢量场的散度应满足的关系及旋度应满足的关系决定了矢量场的基本性质。 9、麦克斯韦方程组的积分形式分别为 ()s l s s l s D dS Q B E dl dS t B dS D H dl J dS t ?=??=-??=?=+????????r r r r r r r r g r r r r r g ???? 其物理描述分别为 10、麦克斯韦方程组的微分形式分别为 2 0E /E /t B 0 B //t B c J E ρεε??=??=-????=??=+??r r r r r r r 其物理意义分别为 11、时谐场是激励源按照单一频率随时间作正弦变化时所激发的也随时间按照正弦变化的 场, 一般采用时谐场来分析时变电磁场的一般规律,是因为任何时变周期函数都可以用正弦函数表示的傅里叶级数来表示;在线性条件下,可以使用叠加原理。 12、坡印廷矢量的数学表达式 2 0S c E B E H ε=?=?r r r r r ,其物理意义表示了单 位面积的瞬时功率流或功率密度。功率流的方向与电场和磁场的方向垂直。表达式 ()s E H dS ??r r r g ?的物理意义穿过包围体积v 的封闭面S 的功率。 13、电介质的极化是指在外电场作用下,电介质中出现有序排列电偶极子以及表面上出

最新电磁场试题及答案

一、填空 1.方程▽2φ=0称为静电场的(拉普拉斯(微分))方程 2.在静电平衡条件下,导体内部的电场强度E 为(0) 3.线性导电媒质是指电导率不随(空间位置)变化而变化 4.局外电场是由(局外力)做功产生的电场 5.电感线圈中的磁场能量与电流的平方(成正比) 6.均匀平面电磁波中,E 和I 均与波的传播方向(垂直) 7.良导体的衰减常数α≈(β≈2 ωμγ) 8.真空中,恒定磁场安培环路定理的微分形式(▽x B=0μJ ) 9.在库伦规范和无穷远参考点前提下,面电流分布的矢量的磁位公式 (A=?R Idl 40πμ)公式3-43 10.在导体中,电场力移动电荷所做的功转化为(热能) 11. 在静电平衡条件下,由导体中E=0,可以得出导体内部电位的梯度为(0 )(p4页) 12.电源以外的恒定电场中,电位函数满足的偏微分方程为----- (p26 页) 13.在无源自由空间中,阿拉贝尔方程可简化为----------波动方程。 瞬时值矢量齐次 (p145页) 14.定义位移电流密度的微分表达式为------------ t ??D =0εt ??E +t P ?? (p123页) 15.设电场强度E=4,则0 P12页 16.在单位时间内,电磁场通过导体表面流入导体内部的能量等于导线电阻消耗的(热能) 17.某一矢量场,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(梯度) 18.电流连续性方程的积分形式为(???s dS j =-dt dq ) 19.两个同性电荷之间的作用力是(相互排斥的) 20.单位面积上的电荷多少称为(面电荷密度) 21.静电场中,导体表面的电场强度的边界条件是:(D1n-D2n=ρs ) 22.矢量磁位A 和磁感应强度B 之间的关系式:( =▽ x ) 23.E (Z ,t )=e x E m sin (wt-kz-)+ e y E m cos (wt-kz+),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) 24.相速是指 均匀平面电磁波在理想介质中的传播速度。

电磁场复习题

《电磁场与电磁波基础》复习题 一、 填空题: (第一章)(第二章)(第三章)(第四章)(第五章)(第六章) (第一章) 1、直角坐标系下,微分线元表达式 z e y e x e l z y x d d d d ++= 面积元表达式 2、圆柱坐标系下,微分线元表达式z e e e l z d d d d ++=φρρφρ, 面积元表达式z e l l e S z d d d d d φρρφρρ == z e l l e S z d d d d d ρφρφφ ==φρρφρd d d d d z z z e l l e S == 3、圆柱坐标系中,ρe 、e ? 随变量? 的变化关系分别是φρφ e e =??,ρφφe -e =?? 4、矢量的通量物理含义是 矢量穿过曲面的矢量线的总和; 散度的物理意义是 矢量场中任意一点处通量对体积的变化率; 散度与通量的关系是 散度一个单位体积内通过的通量。 5、散度在直角坐标系 F z F y F x F V S d F F div Z Y X S V ??=??+??+??=??=?→?0lim 散度在圆柱坐标系 z F F F F div Z ??+??+??=φρρρρφρ1)(1 6、矢量微分算符(哈密顿算符)?在直角坐标系的表达式为 z z y y x x e e e ??+??+??=? 圆柱坐标系 z e z ??+??+??=? φρρφρe e 球坐标系分别 ? θθφθ??+??+??=?sin e e r e r r r 7、高斯散度定理数学表达式 ???=??V s S d F dV F ,本课程主要应用的两个方面分别是 静电场的散度 、 恒定磁场的散度 ;

电磁场考试试题及参考答案

电磁波考题整理 一、填空题 1.某一矢量场,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(梯度)形式。 2.电流连续性方程的积分形式为(??? s dS j=- dt dq) 3. 两个同性电荷之间的作用力是(相互排斥的)。 4. 单位面积上的电荷多少称为(面电荷密度)。 5.静电场中,导体表面的电场强度的边界条件是:(D1n-D2n=ρs) 6.矢量磁位A和磁感应强度B之间的关系式:(B=▽x A) 7. .E(Z,t)=e x E m sin(wt-kz-)+ e y E m cos(wt-kz+),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(HP)滤波器的特点。(HP,LP,BP三选一) 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D=ε0E+P在真空中P的值为(0) 12.平板电容器的介质电容率ε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) 15. 电源外媒质中电场强度的旋度为0。 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(D=εE, B=μH, J=σE) 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. TEM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·=0。 5.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:磁偶极子是类比电偶极子而建立的物理模型。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磁单极子,故我们将一个载有电流的圆形回路作为磁偶极子的模型。 8. 电磁波的波长:空间相位变化所经过的距离称为波长,以表示。按此定义有,所以。 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)

电磁场与电磁波模拟试卷

《电磁场理论》A 卷 第1页,共5页 《电磁场与电磁波》课程模拟试卷 一、填空题(除第8小题6分,其它每小题3分,共27分) 1、(3分)点电荷q 在距其R 处的场点P 处所产生的电场强度E= ;假设无限远处电位为零,在P 点处标量电位=? 。 2、(3分)已知电位为φ=rf(r),则电场E =________。 3、(3分)已知真空中半径为a 的球内的电场为E =e r (r/a)3,则球内的电荷密度为________。 4、(3分)假设所讨论的空间存在两种不同的理想介质,其介电常数分别为21εε和。在这两个理想介质分界面上静电场所满足的边界条件为 、 。 5、(3分)静电场的电场强度为E ,电场存在区域内介质的介电常数为ε,该静电场的能量密度为=e w 。恒定磁场中的磁场强度为H ,介质的磁导率μ,则磁场的能量密度为=m w 。 6、(3分)平面波从媒质1()0,,1011==σμμε垂直入射到与媒质2()0,,2022==σμμε的边界上。当21εε与的关系是 时,边界上的电场振幅大于入射波电场振幅;当21εε与的关系是 时,边界上的电场振幅小于入射波电场振幅。 7、(3分)均匀平面波从自由空间垂直入射到理想导体表面时,理想导体内部电场强度为 ,磁场强度达到 ,在自由空间中入射波和反射波叠加形成 。 8、(6分)一均匀平面波在媒质参数为14==r r με、的无耗媒质中传播,磁场表示式为()()m A z t e t z H y /10cos 21,πωπ-=ρρ。则与之相伴的电场强度的瞬时值表达式为()=t z E ,ρ ;穿过垂直于其传播方向上单位面积的平均功率S av = 。 ()()??? ? ????+??+??=????+??+??=?φθθθθφθθφθφθF r F r F r r r F r u e r u e r u e u r r sin 1sin sin 11,sin 22ρρρρ二、选择题(每题3分,共21分) 1、(3分)在恒定磁场中,若两种不同介质的分界面为xOz 平面,其上的面电流密度m A e J z S /2ρρ-=, 已知在y>0区域,x t e H ρρ=1,则( ) A. z x t e e H ρρρ332+= B. z x t e e H ρρρ52+= C.z x t e e H ρρρ+=32 D. x t e H ρρ-=2 2、(3分)镜像法依据是( ) A.唯一性定理 B.电荷连续性

电磁场复习题(电气卓越)

一、填空题 ⒈电场强度的方向与( )的受力方向相同。 ⒉电偶极子产生的电场为()。 ⒊无限长带线电荷密度为τ的导线周围电场强度为( )。 ⒋静电场中,选定Q点为电位参考点,则空间任一点P的电位值为( )。 ⒌电力线的微分方程为( )。 ⒍球坐标系中电力线的微分方程为( )。 ⒎静电场中,电通密度与电场强度、极化强度之间的关系式为( )。 ⒏各向同性的线性介质中,极化强度与电场强度的关系为( )。 ⒐极化电介质中电通密度与电场强度和极化强度的关系式为( )。 ⒑静电场中媒质分界面上的衔接条件为( )和( )。 ⒒静电场中导体与电介质分界面上电位表示的衔接条件为( )和( )。 ⒓真空中半径为a的孤立导体球的电容量为( )。 ⒔半径为a的球形区域内均匀分布有电荷体密度为ρ,则此球内电场为( )。 ⒕静电场中电位函数的泊松方程为( )。 ⒖同轴电缆内外导体半径分别为a和b,电压为U,中间介质介电常数为ε,则中间介质的电场强度为( )。 ⒗内外半径分别为a和b的同心球面间电容量为( )。 ⒘已知带电体上连续电荷分布密度函数和电位分布,计算静电能量的公式为( )。 ⒙已知n个分离带电体上电荷量和电位分布,计算总的静电能量的公式为( )。 ⒚已知静电场分布区域中电场强度分布以及区域媒质介电常数,总的静电能量计算公式为( )。 ⒛电荷为q的带电体在电场中受到电场力为( )。 21静电场中,对带电荷量不变的系统,虚位移法计算电场力的公式为( )。 22静电场中,对电位不变系统,虚位移法计算电场力的公式为( )。 23在自由空间中,电荷运动形成的电流称为( )。 24恒定电场中电流连续性方程为( )。 25恒定电流指的是( )。 26元电流段具有的形式为( )、( )、( )和( )。 27电流线密度与运动电荷之间的关系为( )。

电磁场与电磁波第一章复习题练习答案

电子信息学院电磁场与电磁波第一章复习题练习 姓名 学号 班级 分数 1-7题,每题5分;8-15题,每题5分,16题10分,17题15分。 8: 解:不总等于,讨论合理即可 9. 已知直角坐标系中的点P 1(-3,1,4)和P 2(2,-2,3): (1) 在直角坐标系中写出点P 1、P 2的位置矢量r 1和r 2; (2) 求点P 1到P 2的距离矢量的大小和方向; (3) 求矢量r 1在r 2的投影; 解:(1)r1=-3a x +a y +4a z ; r2=2a x -2a y +3a z (2)R=5a x -3a y -a z (3) [(r1?r2)/ │r2│] =(17)? 10.用球坐标表示的场E =a r 25/r 2,求: (1) 在直角坐标系中的点(-3,4,-5)处的|E |和E z ; (2) E 与矢量B =2a x -2a y +a z 之间的夹角。 解:(1)0.5;2?/4; (2)153.6 11.试计算∮s r ·d S 的值,式中的闭合曲面S 是以原点为顶点的单位立方体,r 为 空间任一点的位置矢量。 解:学习指导书第13页 12.从P (0,0,0)到Q (1,1,0)计算∫c A ·d l ,其中矢量场A 的表达式为 A =a x 4x-a y 14y 2.曲线C 沿下列路径: (1) x=t ,y=t 2; (2) 从(0,0,0)沿x 轴到(1,0,0),再沿x=1到(1,1,0); (3) 此矢量场为保守场吗? 解:学习指导书第14页 13.求矢量场A =a x yz+a y xz+a z xy 的旋度。 A ??=x a (x -x )+y a (y -y )+z a (z -z )=0 14.求标量场u=4x 2y+y 2z-4xz 的梯度。 u ?=x a u x ??+y a u y ??+z a u z ??=x a (8xy-4z)+y a (42x +2yz)+z a (2y -4x)

电磁场与电磁波试题及答案

《电磁场与电磁波》试题2 一、填空题(每小题1分,共10分) 1.在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的介电常数为ε,则电位移矢量D 和电场E 满足的 方程为: 。 2.设线性各向同性的均匀媒质中电位为φ,媒质的介电常数为ε,电荷体密度为V ρ,电位所满足的方程为 。 3.时变电磁场中,坡印廷矢量的数学表达式为 。 4.在理想导体的表面,电场强度的 分量等于零。 5.表达式()S d r A S ??称为矢量场)(r A 穿过闭合曲面S 的 。 6.电磁波从一种媒质入射到理想导体表面时,电磁波将发生 。 7.静电场是保守场,故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。 8.如果两个不等于零的矢量的点积等于零,则此两个矢量必然相互 。 9.对横电磁波而言,在波的传播方向上电场、磁场分量为 。 10.由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是 场,因此,它可用磁矢位函数的旋度来表示。 二、简述题 (每小题5分,共20分) 11.试简述磁通连续性原理,并写出其数学表达式。 12.简述亥姆霍兹定理,并说明其意义。 13.已知麦克斯韦第二方程为S d t B l d E S C ???-=???,试说明其物理意义,并写出方程的微 分形式。 14.什么是电磁波的极化?极化分为哪三种? 三、计算题 (每小题10分,共30分) 15.矢量函数z x e yz e yx A ??2 +-= ,试求 (1)A ?? (2)A ?? 16.矢量z x e e A ?2?2-= ,y x e e B ??-= ,求 (1)B A - (2)求出两矢量的夹角

17.方程2 2 2 ),,(z y x z y x u ++=给出一球族,求 (1)求该标量场的梯度; (2)求出通过点()0,2,1处的单位法向矢量。 四、应用题 (每小题10分,共30分) 18.放在坐标原点的点电荷在空间任一点r 处产生的电场强度表达式为 r e r q E ?42 0πε= (1)求出电力线方程;(2)画出电力线。 19.设点电荷位于金属直角劈上方,如图1所示,求 (1) 画出镜像电荷所在的位置 (2) 直角劈任意一点),,(z y x 处的电位表达式 20.设时变电磁场的电场强度和磁场强度分别为: )cos(0e t E E φω-= )cos(0m t H H φω-= (1) 写出电场强度和磁场强度的复数表达式 (2) 证明其坡印廷矢量的平均值为:) cos(2100m e av H E S φφ-?= 五、综合题 (10分) 21.设沿z +方向传播的均匀平面电磁波垂直入射到理想导体,如图2所示,该电磁波电场 只有x 分量即 z j x e E e E β-=0? (1) 求出反射波电场的表达式; (2) 求出区域1 媒质的波阻抗。 图1

电磁场与电磁波模拟试卷

《电磁场与电磁波》课程模拟试卷 一、填空题(除第8小题6分,其它每小题3分,共27分) 1、(3分)点电荷q 在距其R 处的场点P 处所产生的电场强度E= ;假设无限远处电位为零,在P 点处标量电位=? 。 2、(3分)已知电位为φ=rf(r),则电场E =________。 3、(3分)已知真空中半径为a 的球内的电场为E =e r (r/a)3,则球内的电荷密度为________。 4、(3分)假设所讨论的空间存在两种不同的理想介质,其介电常数分别为21εε和。在这两个理想介质分界面上静电场所满足的边界条件为 、 。 5、(3分)静电场的电场强度为E ,电场存在区域内介质的介电常数为ε,该静电场的能量密度为=e w 。恒定磁场中的磁场强度为H ,介质的磁导率μ,则磁场的能量密度为=m w 。 6、(3分)平面波从媒质1()0,,1011==σμμε垂直入射到与媒质2()0,,2022==σμμε的边界上。当21εε与的关系是 时,边界上的电场振幅大于入射波电场振幅;当21εε与的关系是 时,边界上的电场振幅小于入射波电场振幅。 7、(3分)均匀平面波从自由空间垂直入射到理想导体表面时,理想导体内部电场强度为 ,磁场强度达到 ,在自由空间中入射波和反射波叠加形成 。 8、(6分)一均匀平面波在媒质参数为14==r r με、的无耗媒质中传播,磁场表示式为()()m A z t e t z H y /10cos 21,πωπ -= 。则与之相伴的电场强度的瞬时值表达式为()=t z E , ;穿过垂直于其传播方向上单位面积的平均功率S av = 。 () ()???? ????+??+??=????+??+??=?φθθθθφθθφθφθF r F r F r r r F r u e r u e r u e u r r sin 1sin sin 11,sin 22 二、选择题(每题3分,共21分) 1、(3分)在恒定磁场中,若两种不同介质的分界面为xOz 平面,其上的面电流密度m A e J z S /2 -=, 已知在y>0区域,x t e H =1,则( ) A. z x t e e H 332+= B. z x t e e H 52+= C.z x t e e H +=32 D. x t e H -=2 2、(3分)镜像法依据是( ) A.唯一性定理 B.电荷连续性

电磁场复习题及答案详解

图 1 湖北省襄樊四中高二物理期末复习练习题 电磁场综合 1、下列关于等势面的说法正确的是( ) A 、电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功。 B 、等势面上各点的场强相等。 C 、点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面。 D 、匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面。 2、一电荷只在电场力作用下,在电场中逆着一条电场线从A 运动到B ,则在此过程( ) A 、电荷的动能可能不变 B 、电荷的势能可能不变 C 、电荷的速度可能不变 D 、电荷的加速度可能不变。 3、有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内,如图1所示,当竖直长导线内通以方向向上的电流时,若重力不计,则三角形金属框将( ) A 、水平向左运动 B 、竖直向上 C 、处于平衡位置 D 、以上说法都不对 4、如图2所示,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块,a 、b 叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F 拉b 物块,使a 、b 一起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段 ( ) A 、a 、b 一起运动的加速度减小。 B 、a 、b 一起运动的加速度增大。 C 、a 、b 物块间的摩擦力减小。 D 、a 、b 物块间的摩擦力增大。 5、如图3所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab 由水平位置1绕a 点在竖直平面内转到位置2,通电导线所受安培力是( ) A 、数值变大,方向不变。 B 、数值变小,方向不变。 C 、数值不变,方向改变。 D 、数值和方向均改变。 6、如图甲11-3所示电路,电源电动势为E ,内阻不计,滑动变阻器的最大电阻为R ,负载电阻为R 0。当滑动变阻器的滑动端S 在某位置时,R 0两端电压为 E /2,滑动变阻器上消耗的功率为P 。若将R 0与电源位置互换,接成 图乙所示电路时,滑动触头S 的位置不变,则( ) A 、R 0两端的电压将小于E /2 B 、R 0两端的电压将等于E /2 C 、滑动变阻器上消耗的功率一定小于P D 、滑动变阻器上消耗的功率可能大于P 7、如图4所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中,一带负电的小球自 绝缘光滑的竖直圆环的顶端由静止释放,设小球受到的电场力和重力大小相 等,则当它滑过的弧度为下列何值时受到的洛伦兹力最大( ) A 、 4π B 、2π C 、43π D 、π 图4 图 2 图 3 图5

2015电磁场期末考试试题

三、简答题 1、说明静电场中的电位函数,并写出其定义式。 答:静电场是无旋的矢量场,它可以用一个标量函数的梯度表示,此标量函数称为电位函数(3 分)。静电场中,电位函数的定义为grad ??=-=-?E (3 分) 2、什么叫集肤效应、集肤深度?试写出集肤深度与衰减常数的关系式。 高频率电磁波传入良导体后,由于良导体的电导率一般在107S/m 量级,所以电磁波在良导体中衰减极快。 电磁波往往在微米量级的距离内就衰减得近于零了。因此高频电磁场只能存在于良导体表面的一个薄层内, 这种现象称为集肤效应(Skin Effect)。电磁波场强振幅衰减到表面处的1/e 的深度,称为集肤深度(穿透深度), 以δ表示。 集肤深度 001E e E e αδ-=? ? 1 δα= 3、说明真空中电场强度和库仑定律。 答:电场强度表示电场中某点的单位正试验电荷所受到的力,其定义式为: () ()r r q = F E (3 分)。库仑定律是描述真空中两个静止点电荷之间相互作用的规律,其表达式为:'20=4R q q R e πεF (3 分)。 4、用数学式说明梯度无旋。 答:x y z x y z ????????= ++???e e e (2 分) ()x y z x y z x y z ??????? ???= ?????????e e e (2 分) 222222()()()x y z z y z y x z x z x y x y ????????????=---+-????????????e e e (2 分)

0= ()0?∴???= 5、什么是真空中的高斯定理?请利用高斯定理求解下面问题:假设真空中有半径为a 的球形带电体,电荷总量Q 均匀分布在球体内,求任意点的电场强度。 0()S Q E r dS ε= ? 分析:电场方向垂直于球面。 电场大小只与r 有关。 在球外区域:r>a ()S Q E r dS ε= ? 2 ()(4)r Q E r r πε??= a 2 04r Q E r πε?= ?a 在球内区域:r

工程电磁场复习题

《工程电磁场》复习题 一.问答题 1.什么是静电场?写出其基本方程并由此总结静电场的特点。 由静止电荷在其周围产生的电场。F=q1*q2/4pi*R*R*e0 静电场不随时间变化 2. 什么是恒定电场?写出其基本方程并由此总结静电场的特点。 恒定电流产生的电场。 3. 什么是恒定磁场?写出其基本方程并由此总结静电场的特点。 磁场强度和方向保持不变的磁场。 4. 如果区域中某点的电场强度为零,能否说明该点的电位也为零?为什么? 电场强度E是一个随空间点位置不同而变化的矢量函数,仅与该点的电场有关。a,b为两个电荷相等的正反电荷,在其中心点处电位为零,但场强不为零。 5. 如果区域中某点的电位为零,能否说明该点的电场强度也为零?举例说明? 不能。a,b为两个相等正电荷,在其中心点处电场强度为零,但电位不为零。 6.静电场的电力线会闭合的吗?恒定电场的电力线会闭合的吗?为什么? 静电场的电力线不会闭合,起于正电荷止于负电荷。在变化的磁场产生的有旋电场中,电力线环形闭合,围绕着变化磁场。 7. 写出两种不同媒质分界面上恒定电场与恒定磁场的边界衔接条件。 恒定电场的边界衔接条件J*dS=0 E*dl=0 恒定磁场的边界衔接条件B*dS=0 H*dl=I 8. 什么是矢量磁位A? 什么是磁感应强度B? B=0 B=*A(*A)=0, 矢量磁位A是一个辅助性矢量。磁感应强度B是描述磁场强弱和方向的基本物理量 9. 什么是磁导率? 什么是介电常数? 表示磁介质磁性的物理量。介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数。 10. 导电媒质中恒定电场与静电场之间具有什么相似关系? 二.填空题 1.静止电荷产生的电场,称之为_静电场__________场。它的特点是有散无旋场,不 随时间变化。 2.高斯定律说明静电场是一个有散场。 3.安培环路定律说明磁场是一个有旋场。 4.电流密度是一个矢量,它的方向与导体中某点的正电荷的运动方向相同。 5.在两种不同导电媒质的分界面上,磁感应强度的法向分量越过分界面时连续, 电场强度的切向分量连续。 6.磁通连续性原理说明磁场是一个无散场。 7.安培环路定律则说明磁场是一个有旋场。 6. 矢量磁位A的旋度为 B ,它的散度等于0 。 7. 矢量磁位A满足的方程是。 8.恒定电场是一种无散和无旋的场。

《工程电磁场导论》练习题及答案

《工程电磁场导论》练习题 1、填空题(每空*2*分,共30分) 1.根据物质的静电表现,可以把它们分成两大类:导电体和绝缘体 。 2.在导电介质中(如导体、电解液等)中,电荷的运动形成的电流成为传导电流。 3.在自由空间(如真空中)电荷运动形成的电流成为运流电流 。 4.电磁能量的储存者和传递者都是电磁场,导体仅起着定向导引电磁能流的作用,故通常称为导波系统。 5.天线的种类很多,在通讯、广播、雷达等领域,选用电磁辐射能力较强的 细天线 。 6.电源是一种把其它形式的能量转换成电能的装置,它能把电源内导电原子或分子的正负电荷分开。 7.实际上直接危及生命的不是电压,而是通过人体的电流,当通过人体的工频电流超过 8mA 时,有可能发生危险,超过 30mA 时将危及生命。 8.静电场中导体的特点是:在导体表面形成一定面积的电荷分布,是导体内的电场为0,每个导体都成等位体,其表面为等位面。 9.恒定电场中传导电流连续性方程∮S J.dS=0 。 10.电导是流经导电媒质的电流与导电媒质两端电压之比。 11.在理想导体表面外侧的附近介质中,磁力线平行于其表面,电力线则与其表面相垂直。 12.如果是以大地为导线或为消除电气设备的导电部分对地电压的升高而接地,称为工作接地。 13. 电荷的周围,存在的一种特殊形式的物质,称电场。

14.工程上常将电气设备的一部分和大地联接,这就叫接地。如 果是为保护工作人员及电气设备的安全而接地,成为保护接地 。 二、回答下列问题 1.库伦定律: 答:在无限大真空中,当两个静止的小带电体之间的距离远远大于它们本身的几何尺寸时,该两带电体之间的作用力可以表示为: 这一规律成为库仑定律。 2.有限差分法的基本思想是什么? 答:把场域用网格进行分割,再把拉普拉斯方程用以各网格节点处的电位作为未知数的差分方程式来进行代换,将求拉普拉斯方程解的问题变为求联立差分方程组的解的问题。 3.静电场在导体中有什么特点? 答:在导体表面形成一定的面积电荷分布,使导体内的电场为零,每个导体都成为等位体,其表面为等位面。 4.什么是击穿场强? 答:当电场增大到某一数值时,使得电介质中的束缚电荷能够脱离它们的分子而自由移动,这时电介质就丧失了它的绝缘能力,称为被击穿。 某种材料能够安全地承受的最大电场强度就称为该材料的击穿场强。 5. 什么叫静电屏蔽? 答:在工程上,常常把不可受外界电场影响的带电体或不希望去影响外界的带电体用一个接地的金属壳罩起来,以隔离有害的的静电影响。例

电磁场试题集

2013年电磁场试题集 一、静电场与静态场 1、点电荷1 0q q =位于点A(5,0,0); 点电荷202q q =-位于点B(-5,0,0)处; 试计算:(1)原点处的电场强度; (2)试求一个电场为0的点。 2、真空中半径为a 的球内均匀充满分布不均匀的体密度电荷,设其体密度为()r ρ。若电场 分布为: 32 542 (54) ()(54)()r r r r a E a a r r a -?+≤?=?+>?? 试求电荷体密度的大小。 3、在真空里,电偶极子电场中的任意点M (r 、θ、φ)的电位为2 cos 41r P θ πε= Φ(式中,P 为电偶极矩, q P =), 而→ →→?Φ?+?Φ?+?Φ?=Φ?000sin 11φφ θθθr r r r 。 试求M 点的电场强度→ E 。 4、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→ 1E ,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: P 点电场强度→ 2E 的大小和方向。 题4图 5、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。 )

题5图 6、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。 题6图 7、半径为a 的圆平面上均匀分布面密度为σ的面电荷,求圆平面中心垂直轴线上任意点处 的电位和电场强度。 8、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U 0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; 题8图 9、真空中有两个同心金属球壳,内球壳半径为R 1,带电Q 1,厚度不计;内球壳半径为R 2,带电Q 2,厚度2R ?。求场中各点处的电场强度和电位。 | 10、电荷q 均匀分布在内半径为a, 外半径为b 的球壳形区域内,如图示: a. 求各区域内的电场强度;

电磁场理论复习题含答案

第1~2章 矢量分析 宏观电磁现象的基本规律 1. 设:直角坐标系中,标量场zx yz xy u ++=的梯度为A ρ ,则M (1,1,1)处 A ρ= ,=??A ρ 0 。 2. 已知矢量场xz e xy e z y e A z y x ?4?)(?2 +++=ρ,则在M (1,1,1)处=??A ρ 9 。 3. 亥姆霍兹定理指出,若唯一地确定一个矢量场(场量为A ρ ),则必须同时给定该场矢量 的 旋度 及 散度 。 4. 写出线性和各项同性介质中场量D ρ、E ρ、B ρ、H ρ 、J ρ所满足的方程(结构方 程): 。 5. 电流连续性方程的微分和积分形式分别为 和 。 6. 设理想导体的表面A 的电场强度为E ρ、磁场强度为B ρ ,则 (a )E ρ、B ρ 皆与A 垂直。 (b )E ρ与A 垂直,B ρ 与A 平行。 (c )E ρ与A 平行,B ρ 与A 垂直。 (d )E ρ 、B ρ皆与A 平行。 答案:B 7. 两种不同的理想介质的交界面上, (A )1212 , E E H H ==r r r r (B )1212 , n n n n E E H H == (C) 1212 , t t t t E E H H == (D) 1212 , t t n n E E H H == 答案:C 8. 设自由真空区域电场强度(V/m) )sin(?0βz ωt E e E y -=ρ ,其中0E 、ω、β为常数。则空间位移电流密度d J ρ (A/m 2)为: (a ) )cos(?0βz ωt E e y - (b ) )cos(?0βz ωt ωE e y - ??? 222x y z e e e ++A ρ??A ρ ??E J H B E D ρ ρρρρρσ=μ=ε= , ,t q S d J S ??-=??ρ ρ t J ?ρ ?- =??ρ

电磁场与电磁波试题答案

《电磁场与电磁波》试题1 、填空题(每小题 1分,共10分) 1. 在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的导磁率为 ,则磁感应强度 B 和磁场 H 满足的方程 矢量场 A(r) 穿过闭合曲面S 的通量的表达式为: 静电场是无旋场,故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 12 .试简述唯一性定理,并说明其意义。 13 .什么是群速?试写出群速与相速之间的关系式。 15.按要求完成下列题目 (2) 如果是,求相应的电流分布。 (1) A B 为: 2. 设线性各向同性的均匀媒质中, 0 称为 方 程。 3. 时变电磁场中,数学表达式 S H 称为 4. 在理想导体的表面, 的切向分量等于零。 5. 6. 电磁波从一种媒质入射到理想 表面时,电磁波将发生全反射。 7. 8. 如果两个不等于零的矢量的 等于零,则此两个矢量必然相互垂直。 9. 对平面电磁波而言,其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。 10 .由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是无散场,因此,它可用 函数的旋度来表 示。 二、简述题 (每小题5分,共20分) 11.已知麦克斯韦第二方程为 t ,试说明其物理意义,并写出方程的积分形式。 14.写出位移电流的表达式, 它的提出有何意义? 三、计算题 (每小题 10分, 共30分) (1)判断矢量函数 B y 2e X xz &是否是某区域的磁通量密度? 16 .矢量 A 2& & 3?z B 电3?y e z 求

(2)A B 17. 在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为 E &3E° &4E。e jkz (1) 试写出其时间表达式; (2) 说明电磁波的传播方向; 四、应用题(每小题10分,共30分) 18 .均匀带电导体球,半径为a,带电量为Q。试求 (1 ) 球内任一点的电场强度 (2) 球外任一点的电位移矢量。 19 .设无限长直导线与矩形回路共面,(如图1所示), (1) 判断通过矩形回路中的磁感应强度的方向(在图中标出) (2) 设矩形回路的法向为穿出纸面,求通过矩形回路中的磁通量。 20.如图2所示的导体槽,底部保持电位为U。,其余两面电位为零, (1 ) 写出电位满足的方程; (2) 求槽内的电位分布

电磁场与波模拟题

电磁场与波模拟题 一、填空题 1.矢量分析中的散度定理(或高斯公式)是 ,斯托克斯定理(或斯托克斯公式)是 。 2.空间位场()+()()x y z R e x x e y y e z z '''=--+-,||R R =。则R ?= , 1R ???= ??? ,R ??= 。 3.真空中静电场的基本方程的微分形式为 , ,静电场用静电位表示为 。静电位满足的泊松微分方程为____________________。 4.导体中稳恒电流场的基本方程的微分形式为 , ,稳恒电流场用静电位表示为 。静电位满足的拉普拉斯微分方程为____________________。 5.真空中恒定磁场的基本方程的微分形式为 , ,恒定磁场用矢量磁位表示为 。若引入库伦规范条件___________,则矢量磁位满足的微分方程为__________。 6.在时变电磁场中,定义动态矢量位A 和标量位?,则磁场B =__________,电场E =__________。若引入洛仑兹规范条件___________,则动态位满足的微分方程为_____________、______________。 7.在理想介质分界面上磁场强度H 满足的关系是 ,磁感应矢量B 满足的关系 。 8.在理想介质分界面上电场强度E 满足的关系是 ,电位移矢量D 满足的关系 。 9.应用分离变量法在解矩形二维场的问题时,位函数所满足的拉普拉斯方程为_______,其第一步是令(,)x y ?=________,然后可将此偏微分方程分解为两个_____微分方程。 10.复数形式的麦克斯韦方程组是___________、______________、_____________、______________。 11.无源空间的电磁场波动方程为_____________、______________;时谐场的波动方程的复数形式即亥姆霍兹方程是_______________、________________。 12.自由空间中传播的一均匀平面波的电场的复数表示为()()jkz m x y m E z e je E e -=-,则该波的传播方向为_______,其瞬时值表示形式为(,)E z t =_________________,极化方式为______________。 13.自由空间中传播的一均匀平面波的电场的复数表示为()()jkz m x y m E z e je E e =+,则该波的传播方向为_______,其瞬时值表示形式为(,)E z t =_________________,极化方式为_______________。 14.频率为f 的均匀平面波从空气中垂直入射到04εε=、0μμ=的理想介质平面上,为了消除反射,在媒质表面涂上1/4波长匹配层。则要求匹配层的相对介电常数r ε=______,其最小厚度

电磁波与电磁场期末复习题(试题+答案)

电磁波与电磁场期末试题 一、填空题(20分) 1.旋度矢量的散度恒等与零,梯度矢量的旋度恒等与零。 2.在理想导体与介质分界面上,法线矢量n 由理想导体2指向介质1,则磁场满 足的边界条件:0 1=?B n ,s J H n =?1 。 3.在静电场中,导体表面的电荷密度σ与导体外的电位函数?满足的关系式 n ??=?ε σ-。 4.极化介质体积内的束缚电荷密度σ与极化强度P 之间的关系式为P ?-?=σ。 5.在解析法求解静态场的边值问题中,分离变量法是求解拉普拉斯方程的最基本方法;在某些特定情况下,还可用镜像法求拉普拉斯方程的特解。 6.若密绕的线圈匝数为N ,则产生的磁通为单匝时的N 倍,其自感为单匝的2N 倍。 7.麦克斯韦关于位移电流的假说反映出变化的电场要产生磁场。 8.表征时变场中电磁能量的守恒关系是坡印廷定理。 9.如果将导波装置的两端短路,使电磁波在两端来回反射以产生振荡的装置称为 谐振腔 。 10.写出下列两种情况下,介电常数为ε的均匀无界媒质中电场强度的量值随距离r 的变化规律:带电金属球(带电荷量为Q )E = 2 4r Q πε;无限长线电荷(电荷线 密度为λ)E =r πελ 2。 11.电介质的极性分子在无外电场作用下,所有正、负电荷的作用中心不相重合, 而形成电偶极子,但由于电偶极矩方向不规则,电偶极矩的矢量和为零。在外电场作用下,极性分子的电矩发生转向,使电偶极矩的矢量和不再为零,而产生极化。

12.根据场的唯一性定理在静态场的边值问题中,只要满足给定的边界条件,则泊松方程或拉普拉斯方程的解是唯一的。 二、判断题(每空2分,共10分) 1.应用分离变量法求解电、磁场问题时,要求整个场域内媒质必须是均匀、线性的。(×) 2.一个点电荷Q 放在球形高斯面中心处。如果此电荷被移开原来的球心,但仍在球内,则通过这个球面的电通量将会改变。(×) 3.在线性磁介质中,由I L ψ= 的关系可知,电感系数不仅与导线的几何尺寸、 材料特性有关,还与通过线圈的电流有关。(×) 4.电磁波垂直入射至两种媒质分界面时,反射系数ρ与透射系数τ之间的关系为1+ρ=τ。(√) 5.损耗媒质中的平面波,其电场强度和磁场强度在空间上互相垂直、时间上同相位。(×) 三、计算题(75分) 1.半径为a 的导体球带电荷量为Q ,同样以匀角速度ω绕一个直径旋转,求球表面的电流线密度。(10分) 解:以球心为坐标原点,转轴(一直径)为Z 轴。设球面上任一点P 的位置矢量为r ,且r 与z 轴的夹角为θ,则p 点的线速度为 θ ωωφsin a e r v =?= 球面上电荷面密度为 2 4a Q πσ= 故 θ ωπθωπσφ φ sin 4sin 42 a Q e a a Q e v J s === 2.真空中长直线电流I 的磁场中有一等边三角形,边长为b ,如图所示,求三角形回路内的磁通。(10分) 解:根据安培环路定律,得到长直导线的电流I 产生的磁场: Z

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