电磁场与电磁波名词解释复习

安培环路定律

1）真空中的安培环路定律

在真空的磁场中，沿任意回路取B的线积分，其值等于真空的磁导率乘以穿过该回路所限定面积上的电流的代数和。即

2）一般形式的安培环路定律

在任意磁场中，磁场强度H沿任一闭合路径的线积分等于穿过该回路所包围面积的自由电流（不包括磁化电流）的代数和。即

B(返回顶端)

边值问题

1）静电场的边值问题

静电场边值问题就是在给定第一类、第二类或第三类边界条件下，求电位函数的泊松方程

()或拉普拉斯方程()定解的问题。

2）恒定电场的边值问题

在恒定电场中，电位函数也满足拉普拉斯方程。很多恒定电场的问题，都可归结为在一定条件下求拉普拉斯方程()的解答，称之为恒定电场的边值问题。

3）恒定磁场的边值问题

（1）磁矢位的边值问题

磁矢位在媒质分界面上满足的衔接条件和它所满足的微分方程以及场域上给定的边界条件一起构成了描述恒定磁场的边值问题。

对于平行平面磁场，分界面上的衔接条件是

磁矢位A所满足的微分方程

（2）磁位的边值问题

在均匀媒质中，磁位也满足拉普拉斯方程。磁位拉普拉斯方程和磁位在媒质分界面上满足的衔接条件以及场域上边界条件一起构成了用磁位描述恒定磁场的边值问题。

磁位满足的拉普拉斯方程

两种不同媒质分界面上的衔接条件

边界条件

1．静电场边界条件

在场域的边界面S上给定边界条件的方式有：

第一类边界条件(狄里赫利条件，Dirichlet)

已知边界上导体的电位

第二类边界条件（聂以曼条件Neumann)

已知边界上电位的法向导数(即电荷面密度或电力线)

第三类边界条件

已知边界上电位及电位法向导数的线性组合

静电场分界面上的衔接条件

和称为静电场中分界面上的衔接条件。前者表明，分界面两侧的电通量密度的法线分量不连续，其不连续量就等于分界面上的自由电荷面密度；后者表明分界面两侧电场强度的切线分量连续。

电位函数表示的分界面上的衔接条件

和，前者表明，在电介质分界面上，电位是连续的；后者表明，一般情况下,电位的导数是不连续的。

2 恒定电场分界面上的衔接条件

和称为恒定电场中分界面上的衔接条件。前者表明，电场强度在分界面上的切线分量是连续的；后者表明电流密度在分界面上的法线分量是连续的。

电位函数表示的分界面上的衔接条件

3 恒定磁场分界面上的衔接条件

和称为恒定磁场分界面上的衔接条件。前者表明，磁感应强度在分界面上的法线分量是连续的；后者表明磁场强度在分界面上的切线分量不连续。

毕奥－萨伐尔定律

毕奥－萨伐尔定律给出了一段电流元I d l与它所激发的磁感强度d B之间的大小关系：

考虑到电流元I d l、位矢r和磁场d B三者的方向，电流元的磁场可写成矢量形式：

电流元I d l、位矢r和磁场d B三个矢量的方向之间服从右手螺旋法则，由此可确定电流元磁场d B的方向。标量磁位在传导电流为零的区域内，假设，则式中称为标量磁位。

部分电容在（n+1）个导体构成的静电独立系统中，以0号导体为参考点，则该导体与其它各导体间的电压和电荷的关系可表示为

写成矩阵形式，有，其中，系数矩阵C称为部分电容。C10，C20，···，C k0，···，C n0称为自有部分电容；C12，C23，···，C kn，···称为互有部分电容。

部分电导在（n+1）个电极组成的多电极系统中，任意两个电极之间的电流和电压关系可表示为

写成矩阵形式，有，其中，系数矩阵G称为部分电导。G10，G 20，···，G k0，···，G n0称为自有部分电导；G 12，G 23，···，G kn，···称为互有部分电导。

波阻抗波阻抗是入射波或反射波的电场强度和磁场强度的比值，它与媒质的物理参数有关，如在自由空间中传播的电磁波的波阻抗，为：

波节（点）电场（磁场）的零值点。

波腹（点）电场（磁场）的最大值点。

波长电磁波在一个周期内行进的距离称为波长。

波导波导是用来引导电磁波在有限空间中传播，使波不至于扩散到漫无边际的空间中去的结构的总称。C(返回顶端)

传导电流在导电媒质（如导体、电解液）中，电荷的运动形成的电流称为传导电流。

传播常数正弦稳态电磁波中，电场强度E和磁场强度H所满足的复数形式波动方程为：

。式中，

称为波传播常数。

驰豫过程驰豫过程就是自由电荷在导体中的按指数规律随时间衰减的过程。

磁偶极子磁偶极子是指一个面积dS很小的任意形状的平面载流回路。

磁偶极矩定义m = IS为磁偶极矩。其单位为A·m2（安·米2）。

磁化强度媒质中每单位体积内所有分子磁矩的矢量和，即，其单位为A/m（安/米）

磁化在外磁场作用下，磁偶极子发生旋转，转矩为T=m×B，旋转方向使磁偶极矩方向与外磁场方向一致，对外呈现磁性，称为磁化现象。

磁导率对于各向同性的线性媒质，其磁感应强度和磁场强度的关系为：，其中的称为媒质的磁导率。在SI中，其单位是H/m（亨/米）。

磁场能量磁场中储存的能量称为磁场能量。在SI中，其单位为J（焦）。对于n个回路组成的系统，磁场能量表达式为：。

磁场力载流导体或运动电荷在磁场中所受的力称为磁场力或电磁力。

磁场强度令，则H称为磁场强度。在SI中，它的单位是A/m（安/米）。

磁感应强度磁感强度B（简称B矢量）是表述磁场中各点磁场强弱和方向的物理量，又称磁通密度。其表达式为

，在SI中，其单位是T（特斯拉）。

磁通在磁场中,穿过任一面积S的B的通量，称为磁通。

在SI中，其单位是Wb（韦〔伯〕）

磁屏蔽主要利用高磁导率材料具有低磁阻的特性，将其制成有一定厚度的外壳，起到磁分路作用，使壳内设备少受磁干扰，达到磁屏蔽。

磁通连续原理磁感应线是闭合的，既无始端又无终端。因此也没有供B线发出或终止的源或沟。这样，对于任意闭合面，都有：。该式表示的磁场性质称为磁通连续性原理的积分形式。而利用高斯散度定理有：，从而可得，此式则是磁通连续性原理的微分形式。

磁准静态场时变电磁场中，当位移电流密度远小于传导电流密度（即可忽略）时，称为磁准静态场，记作MQS。

D(返回顶端)

电容通常，一个电容器是由两个带等量异号电荷的导体组成。它的电容C定义为此电荷与两导体间电压U之比，即：。其单位是F（法）。

电感电感有自感和互感之分。

1）在各向同性的线性媒质中，如果磁场由某一电流回路产生，则与回路交链的磁链和电流正比关系，即。其中L称为自感系数，简称自感。在SI中，其单位是H（亨）。

2）在线性媒质中，由回路1的电流I 1所产生而与回路2交链的磁链和I1成正比，即；同理，由回路2的电流I 2所产生而与回路1交链的磁链和I2成正比，即。其中，M12和M21分别称为回路2对回路1的互感和回路1对回路2的互感，且M12＝M21。在SI中，互感的单位是H（亨）。

电偶极子两个点电荷＋q和－q相距为d，任一点P至两点电荷连线中心处距离为r。当r>>d时，这一对等量异号的电荷称为电偶极子。

电导流经导电媒质的电流与导电媒质两端电压之比，即，其单位为S（西）

电场强度E等于单位正电荷所受的电场力F。，其单位是V/m（伏/米）

电位函数静电场的电场强度E可以用一个标量函数的梯度表示，即定义，这个标量函数称为静电场的标量电位函数。

电位电位函数在空间某一点的值，称为该点的电位。在SI中，其单位为V（伏）。

电力线在描述静电场的图形中，电场强度线简称E线，也称电力线。电力线的微分方程为

电压：两点之间的电位差即为该两点之间的电压。

等位面静电场中，将电位相等的点连接起来形成的曲面，称为等位面。它的方程为

等位线等位面和空间中某一平面相交而得的截迹。

电位移D在静电场中定义，则称为D电通量密度，也称电位移，其单位是C/m2（库/米2）。

电极化强度P电介质极化后形成的每单位体积内的电偶极矩，单位是C/m2（库/米2）。其数学表达式为

电极化率在各向同性的线性电介质中，电极化强度与电场强度成正比，即，则称为电极化率。

电轴法用置于电轴上的等效线电荷,来代替圆柱导体面上分布电荷,从而求得电场的方法,称为电轴法。电场能量电场中所储存的能量，其单位为J（焦）。用场源表示静电长能量为J；用场量表示的静电场能量为。

电偶极矩定义p＝qd为电偶极子的电偶极矩。P的方向是由负电荷指向正电荷，单位为C·m（库·米）。电流密度当按体密度分布的电荷，以速度v作匀速运动时，形成电流密度矢量J，且表示为其单位是A/m2（安/米2）。

电荷体密度单位体积中的总电荷。其单位为C/m3（库/米3）。

电荷面密度单位面积内的总电荷。其单位为C/m2（库/米2）。

电导率物质传送电流的能力，是电阻率的倒数。其单位是S/m（西/米）

电磁感应定律闭合回路中的感应电动势E与穿过此回路的磁通随时间的变化率成正比。其数学形式是：。这里规定感应电动势的参考方向与穿过该回路磁通的参考方向符合右手螺旋关系。

电磁场能量时变电磁场中存在的能量。

电磁力载流导体或运动电荷在磁场中所受的力称为磁场力或电磁力。

达朗贝尔方程称为动态位满足的达朗贝尔方程。

动态位在时变电磁场中，矢量磁位A和标量磁位φ都不仅是空间坐标的函数，同时又是时间的函数，所以称为动态位函数，简称动态位。

电磁屏蔽电磁屏蔽一是利用电磁波在金属表面产生涡流，从而抵消原来的磁场；二是利用电磁波在金属表面产生反射损耗和透射波在金属内的传播过程中衰减产生吸收损耗，达到屏蔽的作用。

电准静态场时变电磁场中，当感应电场远小于库仑电场（即可互略）时，称为电准静态场，记作EQS。

叠加定理

1) 静电场叠加原理

电场中某一点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。它的数学表达式为：

2) 磁场叠加原理

整个载流导线回路在空间中某点所激发的磁感强度B，就是这导线上所有电流元在该点激发的磁感强度d B 的叠加（矢量和），即

积分号下的l表示对整个导线中的电流求积分。上式是一矢量积分，具体计算时要用它在选定的坐标系中的分量式。

电磁波变化电磁场在空间的传播称为电磁波。

电磁辐射电磁能量脱离源而单独存在于空间中，这种现象称为电磁辐射。

E

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F(返回顶端)

分离变量法分离变量法是一种最经典的微分方程法，它适用于求解一类具有理想边界条件的典型边值问题。它的解题步骤为：

根据边界的几何形状和场的分布特征选定坐标系，写出对应的边值问题（微分方程和边界条件）；分离变量，将一个偏微分方程，分离成几个常微分方程；解常微分方程，并叠加各特解得到通解；利用给定的边界条件确定积分常数，最终得到电位函数的解。

反射波若在电磁波传播的路径上出现两种媒质的分界面，由于电磁参数发生突变，这时部分电磁波将被反射回去，这部分波称为反射波。

反射系数反射波电场与入射波电场的比值称为反射系数。

辐射电阻令，则Re称为单元偶极子天线的辐射电阻，它表征了天线辐射电磁能流的能力。

G(返回顶端)

各向同性指媒质特性不随电场的方向改变。

高斯定律

1) 真空中静电场的高斯定律在无限大真空静电场中的任意闭合曲面S上，电场强度E的面积分等于曲面内的总电荷的的倍（V是S限定的体积），而与曲面外电话无关。其数学表达式为

2) 一般形式的高斯定律无论在真空中还是电介质中，任意闭合曲面S上电通量密度D的面积分，等于该曲面内的总自由电荷，而与一切极化电荷及曲面外的自由电荷无关。其数学表达式为

3) 高斯定律的微分形式，它表明静电场中任一点上电通量密度的散度等于该点的自由电荷体密度

各向异性指媒质特性随着电场的方向而改变。

感应电动势由电磁感应引起的电动势叫做感应电动势。

感应电场由变化磁场产生的电场，称为感应电场。

H(返回顶端)

恒定电场电源外导体媒质中电流场。

横电波当传播方向上有磁场的分量而无电场分量时，此导行波称为横电波或TE波。

横磁波当传播方向上有电场的分量而无磁场分量时，此导行波称为横磁波或TM波。

横电磁波当传播方向上既无有磁场分量也无电场分量时，此导行波称为横电磁波或TEM波。

I

(返回顶端)

J(返回顶端)

截止频率波在波导中的传播特性取决于传播常数γ，其数学表达式为：

，把γ＝0时的频率称为截止频率f c，且。

截止波长截止波长是允许电磁波在某种波导中能够传输的最大波长。

静电场相对于观察者为静止的、且其电荷量不随时间变化的电荷所引起的电场，即为静电场。

介质极化在外加电场的作用下，电介质分子中的正负电荷可以有微小的移动，但不能离开分子的范围，其作用中心不再重合，形成一个个小的电偶极子，这种现象称为介质极化。

介电常数对各向同性的电介质，，称为电介质的介电常数，其量纲为F/m；而称为相对介电常数，无量纲。

击穿强度某种材料能安全承受的最大电场强度称为该材料的击穿场强。

静电场的折射定律在静电场中，无自由电荷分布的两种电介质分界面上有，其中、分别为两种电介质中电场强度与分界面法线方向的夹角。这一定律称为静电场的折射定律。

镜像法将平面、圆柱面或球面上的感应电荷分布（或束缚电荷分布）用等效的点电荷或线电荷（在场区域外的某一位置处）替代并保证边界条件不变。原电荷与等效电荷（即通称为像电荷）的场即所求解。镜像法的主要步骤是确定镜像电荷的位置和大小。

静电屏蔽静电屏蔽是利用导体在静电场中达到平衡状态时具有的下列性质：（1）导体内电场为零；（2）导体是等位体；（3）电荷只分布在导体表面。因而把导体空腔接地，就可以把导体内、外的场分割为两个互不影响的独立系统，达到屏蔽的目的。

静电能量静电场中的储能称为静电能量。其单位为J（焦）

用场源表示的静电能量（1）若有n 个点电荷的系统，静电能量为

（2）若是连续分布的电荷，，则

用场量表示的静电能量

静电能量密度静电场中任一点的静电能量密度定义为：，其单位为。

静电力在静电场中，各个带电体受到的电场力，称为静电力。其数学表达式为：F=q E。

近区在单位偶极子激发的电磁场中，满足条件r<<λ的区域称为近区场，简称近区。

集肤效应在MQS近似中，导体中同时存在自由电流和感应电流。靠近轴线处，场量减小；靠近表面处，场量增加，这种现象称为集肤效应。

静电比拟在一定条件下，可以把一种场的计算或实验所得的结果，推广应用于另一种场，这种方法称为静电比拟。

交流内阻抗导体内部电磁场引起的阻抗，称为交流内阻抗。且其数学表达式为：

。

均匀平面电磁波等相位面上E、H 处处相等的电磁波。

接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。

K(返回顶端)

库仑定律在无限大真空中，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表示为：

和

上述这一规律称为库仑定律。

跨步电压地面上行走的人的两足间的电压。

L(返回顶端)

拉普拉斯方程在静电场中，在自由电荷体密度的区域内，电位函数满足方程，该方程称为拉普拉斯方程

理想导体电导率为无限大的导体。

理想电介质电导率为零的媒质称为理想电介质。

邻近效应相互靠近的导体通有交变电流时,会受到邻近导体的影响，这种现象称为邻近效应。

M(返回顶端)

面电流密度按体密度ρ分布的电荷，以速度v作匀速运动是，形成电流密度矢量J，又称面电流密度，其单位是A/m2（安/米2）。其数学表达式为：。

N

(返回顶端)

O

(返回顶端)

P(返回顶端)

平面电磁波等相位面为平面构成的电磁波。

平行平面场场分布在每个平行截面都相同的电场或磁场称为平行平面场。

泊松方程在静电场中，电位函数满足方程为，其中为自由电荷体密度，该方程称为泊松方程。

坡印亭矢量在单位时间内通过垂直于能量传播方向的单位面积的电磁能量，称为坡印亭矢量，也称电磁能流密度。其方向是电磁能量传播或流动的方向。其数学表达式为。其单位是W/m2。

坡印亭定理称为坡印亭定理。其物理意义是：体积V内电源提供的功率，减去电阻消耗的热功率，减去电磁能量的增加率，等于穿出闭合面S的电磁功率。

Q(返回顶端)

全电流定律对于非恒定的电流，有，此式称为全电流定律。与它相应的微分形式是：。

全反射当反射系数时，电磁波在介质分界面上发生了全反射，此时入射波被全部反射回介质1中。

全折射当反射系数为零时，电磁波在介质分界面上发生了全折射。

R(返回顶端)

入射波若在电磁波传播的路径上出现两种媒质的分界面，则方向为射入分界面的波称为入射波。

入端阻抗定义空间任意点x处，合成波的电场强度与磁场强度的比值为x处的入端阻抗，用Z(x)表示，即。

S(返回顶端)

矢量磁位由于磁场的无散性，可以引入一个矢量函数A使B=×A，式中A称为恒定磁场的磁示位，也称矢量磁位。

束缚电荷电介质中的电子被原子核所束缚而不能自由运动，称为束缚电荷。

似稳场任一时刻，电、磁场的分布规律分别与静态场中电、磁场相同，称之为

似稳条件条件r<<λ称为似稳条件。

衰减常数若电磁波按正弦周期变化，以入射波电场为例，其波动方程的复数形式为（设电磁波向+x方向传播，E=E y e y）

方程解的相量形式为，

方程解的瞬时形式为，式中，k称为传播常数，表示式为

，而称为衰减常数，它决定电磁波衰减的快慢，其单位为Np/m （奈伯/米）。

T(返回顶端)

铁磁媒质磁导率比周围空气磁导率大很多的媒质称为铁磁媒质。

透入深度时变电磁场中，电流密度、电场强度和磁场强度的振幅沿导体的纵深都按指数规律衰减，即愈深入导体内部，场量愈小。当频率很高时，场量几乎在导体表明附近一薄层中存在。这种场量主要集中在导体表面附近的现象，称为集肤效应。工程上常用透入深度d表示场量在良导体中的集肤程度。d定义为场量振幅衰减到其表面值的1/e时所经过的距离，即，在良导体情形下，d的计算公式近似为。

U(返回顶端)

V

(返回顶端)

W(返回顶端)

唯一性定理在静电场中，凡满足电位微分方程和给定边界条件的解，是给定静电场的唯一解，称为静电场的唯一定理。

无畸变传输线称为无畸变条件。当非正弦信号在满足无畸变条件的有损耗传输线上传播时，可以消除振幅畸变和相位畸变。满足无畸变条件的有损耗传输线称为无畸变传输线。

涡流导体在变化的磁场中，其内部会感应出电流，这些电流在导体内部自成闭合回路，呈旋涡状流动，因此，称这些电流为涡旋电流，简称涡流。

位移电流电位移D的变化率，称为位移电流密度，即。而位移电流则为。

X(返回顶端)

行波无限大理想介质中传播的平面波，称为行波。

相位速度恒定相位点以速度v向电磁波传播方向前进，这一速度v称为电磁波的相位传播速度，简称相速。

相位常数若电磁波按正弦周期变化，以入射波电场为例，其波动方程的复数形式为（设电磁波向+x方向传播，E=E y e y）

方程解的相量形式为，

方程解的瞬时形式为，式中，k称为传播常数，表示式为

，而称为相位常数，它决定电磁波在传播过程中相位改变的快慢。

谐振腔凡是用理想导体围成的任意形状的空腔都有共振现象，具有LC回路的性质，称为谐振腔。

谐振频率谐振腔的谐振频率是谐振腔中能够存在电磁振荡时的频率。

谐振波长谐振腔的谐振波长是谐振腔中存在电磁振荡时的波长。

Y(返回顶端)

有限差分法是基于差分原理的一种数值计算方法，其基本思想是：将场域离散为许多小网格，应用差分原理，将求解连续函数的泊松方程的问题转换为求解网格节点上的差分方程组的问题。

远区在单位偶极子激发的电磁场中，满足条件r>>λ的区域称为远区场，简称远区。也称辐射区。

Z(返回顶端)

折射波若在电磁波传播的路径上出现两种媒质的分界面，由于电磁参数发生突变，只有部分波将透过分界面继续传播，这部分波称为折射波。

折射系数折射波电场与入射波电场的比值称为折射系数。

驻波驻波是这样一种波，虽然空间各点的场量随时间作正弦振动，但沿着传播方向没有波的移动。

驻波比空间电场强度的最大值和最小值之比。其数学表达式为：

滞后位电场和磁场在空间同一位置存在着相位差。在时间上磁场H比电场E落后的相位，称为滞后位。

正入射当入射角为零时，称正入射。

电磁场与电磁波试题

?电磁场?试卷1 一、单项选择题 1. 静电场是( ) A. 无散场 B. 旋涡场 C.无旋场 D. 既是有散场又是旋涡场 2. 已知(23)()(22)x y z D x y e x y e y x e =-+-+-，如已知电介质的介电常数为0ε，则自由电荷密度ρ为( ) A. B. 1/ C. 1 D. 0 3. 磁场的标量位函数的单位是( ) A. V/m B. A C. A/m D. Wb 4. 导体在静电平衡下，其内部电场强度( ) A.为零 B.为常数 C.不为零 D.不确定 5. 磁介质在外部磁场作用下，磁化介质出现( ) A. 自由电流 B. 磁化电流 C. 传导电流 D. 磁偶极子 6. 磁感应强度与磁场强度的一般关系为( ) A.H B μ= B.0H B μ= C.B H μ= D.0B H μ= 7. 极化强度与电场强度成正比的电介质称为( )介质。 A.各向同性 B. 均匀 C.线性 D.可极化 8. 均匀导电媒质的电导率不随( )变化。 A.电流密度 B.空间位置 C.时间 D.温度 9. 磁场能量密度等于( ) A. E D B. B H C. 21E D D. 2 1B H 10. 镜像法中的镜像电荷是( )的等效电荷。 A.感应电荷 B.原电荷 C. 原电荷和感应电荷 D. 不确定 二、填空题(每空2分，共20分) 1. 电场强度可表示为_______的负梯度。 2. 体分布电荷在场点r 处产生的电位为_______。 3. 一个回路的自感为回路的_______与回路电流之比。 4. 空气中的电场强度5sin(2)x E e t z πβ=-V/m ，则位移电流密度d J = 。 5. 安培环路定律的微分形式是 ，它说明磁场的旋涡源是 。 6. 麦克斯韦方程组的微分形式是 ， ， ， 。 三、简答题(本大题共2小题，每小题5分，共10分) 1.写出电荷守恒定律的数学表达式，说明它揭示的物理意义。 2.写出坡印廷定理的微分形式，说明它揭示的物理意义。 四、计算题(本大题) 1.假设在半径为a 的球体内均匀分布着密度为0ρ的电荷，试求任意点的电场强度。 2.一个同心球电容器的内、外半径为a 、b ，其间媒质的电导率为σ，求该电容器的漏电电导。 3.已知空气媒质的无源区域中，电场强度100cos()z x E e e t z αωβ-=-，其中βα,为常数，求磁场强度。 0ε0ε

电磁场与电磁波课程知识点总结和公式

电磁场与电磁波课程知识点总结与主要公式 1 麦克斯韦方程组的理解和掌握 （1）麦克斯韦方程组 ??????=?=??=?=?????-=???- =?????+=???+ =??s s l s l s s d B B Q s d D D s d t B l d E t B E s d t D J l d H t D J H 0 )( ρ 本构关系： E J H B E D σμε=== （2）静态场时的麦克斯韦方程组（场与时间t 无关） ????=?=??=?=??=?=??=?=??s s l l s d B B Q s d D D l d E E I l d H J H 0 00 ρ 2 边界条件 （1）一般情况的边界条件 n n n sT t t s n s n n s n t t n B B B B a J H H J H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )())(0 )==-?=-=-?=-=-?==-? （（ρρ （2）介质界面边界条件（ρs = 0 J s = 0） n n n t t n n n n t t n B B B B a H H H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )(0 )0 )(0 )==-?==-?==-?==-? （（

3 静电场基本知识点 （1）基本方程 00 22=?==?- =?=?=??=?=?????A A p s l l d E Q s d D D l d E E ???ε ρ ?ρ 本构关系： E D ε= （2）解题思路 ● 对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电 位方程（注意边界条件的使用）。 ● 假设电荷Q ——> 计算电场强度E ——> 计算电位φ ——> 计算能量ωe =εE 2/2或者电容（C=Q/φ）。 （3）典型问题 ● 导体球（包括实心球、空心球、多层介质）的电场、电位计 算； ● 长直导体柱的电场、电位计算； ● 平行导体板（包括双导体板、单导体板）的电场、电位计算； ● 电荷导线环的电场、电位计算； ● 电容和能量的计算。 例 ：

电磁场与电磁波课后习题答案全-杨儒贵

第一章 矢量分析 第一章 题 解 1-1 已知三个矢量分别为 z y e e e A x 32-+=； z y e e e B x 23++=；z e e C x -=2。试求①|| |,| |,|C B A ；②单 位矢量c b a e e e , ,；③B A ?；④B A ?；⑤C B A ??)(及 B C A ??)(；⑥B C A ??)(及C B A ??)(。 解 ① ()143212 22222=-++=++= z y x A A A A 1421322222 2=++=++=z y x B B B B ()51022 22222=-++=++=z y x C C C C ② ()z y e e e A A A e x a 32141 14-+= == ()z y e e e B B B e x b 23141 14++= == ()z e e C C C e x c -= == 25 1 5 ③ 1623-=-+=++=?z z y y x x B A B A B A B A ④ z y z y z y x z y x z y B B B A A A e e e e e e e e e B A x x x 51172 1 3 321 --=-==? ⑤ ()z y z y e e e e e e C B A x x 22311102 5117 +-=---=?? 因 z y z y z y x z y x C C C A A A e e e e e e e e e C A x x x x x 4521 2 321---=--==?

则 ()z y z y e e e e e e B C A x x 13862 1 3 452 +--=---=?? ⑥ ()()()152131532=?+?-+?-=??B C A ()()()1915027=-?-++?=??C B A 。 1-2 已知0=z 平面内的位置矢量A 与X 轴的夹角为α，位置矢量B 与X 轴的夹角为β，试证 βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=- 证明 由于两矢量位于0=z 平面内，因此均为二维矢量，它们可以分别表示为 ααsin cos A A y e e A x += ββsin cos B B y e e B x += 已知()βα-=?cos B A B A ，求得 ()B A B A B A β αβαβαsin sin cos cos cos += - 即 βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=- 1-3 已知空间三角形的顶点坐标为)2 ,1 ,0(1-P ， )3 ,1 ,4(2-P 及)5 ,2 ,6(3P 。试问：①该三角形是否是直角三 角形；②该三角形的面积是多少？ 解 由题意知，三角形三个顶点的位置矢量分别为 z y e e P 21-=； z y x e e e P 342-+=； z y x e e e P 5263++= 那么，由顶点P 1指向P 2的边矢量为 z e e P P x -=-412 同理，由顶点P 2指向P 3的边矢量由顶点P 3指向P 1的边矢量分别为 z y e e e P P x 8223++=- z y e e e P P x 7631---=-

电磁场与电磁波(杨儒贵_第一版)课后思考题答案

电磁场与波课后思考题 2-1 电场强度的定义是什么如何用电场线描述电场强度的大小及方向 电场对某点单位正电荷的作用力称为该点的电场强度，以E 表示。 用曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，这种曲线称为电场线。 电场线的疏密程度可以显示电场强度的大小。 2-2给出电位与电场强度的关系式，说明电位的物理意义。 静电场中某点的电位，其物理意义是单位正电荷在电场力的作用下，自该点沿任一条路径移至无限远处过程中电场力作的功。 ! 2-3什么是等位面 电位相等的曲面称为等位面。 2-5给出电流和电流密度的定义。 电流是电荷的有规则运动形成的。单位时间内穿过某一截面的电荷量称为电流。 分为传导电流和运流电流两种。 传导电流是导体中的自由电子（或空穴）或者是电解液中的离子运动形成的电流。 运流电流是电子、离子或其它带电粒子在真空或气体中运动形成的电流。 电流密度：是一个矢量，以J 表示。电流密度的方向为正电荷的运动方向，其大小为单 位时间内垂直穿过单位面积的电荷量。 2-10运动电荷，电流元以及小电流环在恒定磁场中受到的影响有何不同 & 运动电荷受到的磁场力始终与电荷的运动方向垂直，磁场力只能改变其运动方向，磁场 与运动电荷之间没有能量交换。 当电流元的电流方向与磁感应强度B 平行时，受力为零；当电流元的方向与B 垂直时， 受力最大，电流元在磁场中的受力方向始终垂直于电流的流动方向。 当电流环的磁矩方向与磁感应强度B 的方向平行时，受到的力矩为零；当两者垂直时， 受到的力矩最大 2-11什么是安培环路定理试述磁通连续性原理。 为真空磁导率，70 10π4-?=μ (H/m)，I 为闭合曲线包围的电流。 安培环路定理表明：真空中恒定磁场的磁通密度沿任意闭合曲面的环量等于曲线包围的 电流与真空磁导率的乘积。 真空中恒定磁场通过任意闭合面的磁通为0。 ^ 磁场线是处处闭合的，没有起点与终点，这种特性称为磁通连续性原理。 2-12什么是感应电动势和感应磁通 ? -?=E S J I d d ?=t q I d d = B v q ?=F B l I F ?=d ISB B Il IlBl Fl T ====2)(B S I T ?=S I =m B T ?=m I l B l ? =? 0 d μ ? =?S S B 0d t l E l d d d Φ -=??

《电磁场与电磁波》期末复习题及答案

《电磁场与电磁波》期末复习题及答案 一，单项选择题 １．电磁波的极化特性由＿＿B ＿＿＿决定。 A.磁场强度 B.电场强度 C.电场强度和磁场强度 D. 矢量磁位 2．下述关于介质中静电场的基本方程不正确的是＿＿D ＿＿＿ A. ρ??=D B. 0??=E C. 0C d ?=? E l D. 0S q d ε?=? E S 3. 一半径为a 的圆环（环面法向矢量 z = n e ）通过电流I ，则圆环中心处的磁感应强度B 为 ＿＿D ＿＿＿A. 02r I a μe B.02I a φμe C. 02z I a μe D. 02z I a μπe 4. 下列关于电力线的描述正确的是＿＿D ＿＿＿ A.是表示电子在电场中运动的轨迹 B. 只能表示E 的方向，不能表示E 的大小 C. 曲线上各点E 的量值是恒定的 D. 既能表示E 的方向，又能表示E 的大小

5. 0??=B 说明＿＿A ＿＿＿ A. 磁场是无旋场 B. 磁场是无散场 C. 空间不存在电流 D. 以上都不是 6. 下列关于交变电磁场描述正确的是＿＿C ＿＿＿ A. 电场和磁场振幅相同，方向不同 B. 电场和磁场振幅不同，方向相同 C. 电场和磁场处处正交 D. 电场和磁场振幅相同，方向也相同 7．关于时变电磁场的叙述中，不正确的是：（D ） A. 电场是有旋场 B. 电场和磁场相互激发 C.电荷可以激发电场 D. 磁场是有源场 8. 以下关于在导电媒质中传播的电磁波的叙述中，正确的是＿＿B ＿＿＿ A. 不再是平面波 B. 电场和磁场不同相 C.振幅不变 D. 以ＴＥ波形式传播 9. 两个载流线圈之间存在互感，对互感没有影响的是＿C ＿＿

电磁场与电磁波(第三版)课后答案第1章

第一章习题解答 1.1 给定三个矢量A 、B 和C 如下： 23x y z =+-A e e e 4y z =-+B e e 52x z =-C e e 求：（1）A a ；（2）-A B ；（3）A B ；（4）A B θ；（5）A 在B 上的分量；（6）?A C ； （7）()?A B C 和()?A B C ；（8）()??A B C 和()??A B C 。 解 （1 ）23A x y z +-= = =e e e A a e e e A （2）-=A B (23)(4)x y z y z +---+=e e e e e 64x y z +-=e e e （3）=A B (23)x y z +-e e e (4)y z -+=e e －11 （ 4 ） 由 c o s AB θ =1 1 2 3 8 = A B A B ， 得 1 c o s A B θ- =(135.5- = （5）A 在B 上的分量 B A =A c o s AB θ = =- A B B （6）?=A C 1 235 02x y z -=-e e e 41310x y z ---e e e （7）由于?=B C 04 1502x y z -=-e e e 8520x y z ++e e e ?=A B 1 230 4 1 x y z -=-e e e 1014x y z ---e e e 所以 ()?=A B C (23)x y z +-e e e (8520)42x y z ++=-e e e ()?=A B C (1014)x y z ---e e e (52)42x z -=-e e （8）()??=A B C 1014502 x y z ---=-e e e 2405x y z -+e e e ()??=A B C 1 238 5 20 x y z -=e e e 554411x y z --e e e 1.2 三角形的三个顶点为1(0,1,2)P -、2(4,1,3)P -和3(6,2,5)P 。 （1）判断123P P P ?是否为一直角三角形； （2）求三角形的面积。

电磁场与电磁波课程知识点总结

电磁场与电磁波课程知识点总结 1 麦克斯韦方程组的理解和掌握 （1）麦克斯韦方程组 ??????=?=??=?=?????-=???- =?????+=???+ =??s s l s l s s d B B Q s d D D s d t B l d E t B E s d t D J l d H t D J H 0 )(???????? ?????? ???? ??ρ 本构关系： E J H B E D ? ???? ?σμε=== （2）静态场时的麦克斯韦方程组（场与时间t 无关） ????=?=??=?=??=?=??=?=??s s l l s d B B Q s d D D l d E E I l d H J H 0 000?????????????ρ 2 边界条件 （1）一般情况的边界条件 n n n sT t t s n s n n s n t t n B B B B a J H H J H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )())(0 )==-?=-=-?=-=-?==-??????????? ???（（ρρ （2）介质界面边界条件（ρs = 0 J s = 0） n n n t t n n n n t t n B B B B a H H H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )(0)0 )(0 )==-?==-?==-?==-?????????? ???（（

（1）基本方程 00 2 2 =?==?- =?=?=??=?=??? ??A A p s l l d E Q s d D D l d E E ???ε ρ ?ρ ???????? 本构关系： E D ? ?ε= （2）解题思路 ● 对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电位方程（注 意边界条件的使用）。 ● 假设电荷Q ——> 计算电场强度E ——> 计算电位φ ——> 计算能 量ωe =εE 2/2或者电容（C=Q/φ）。 （3）典型问题 ● 导体球（包括实心球、空心球、多层介质）的电场、电位计算； ● 长直导体柱的电场、电位计算； ● 平行导体板（包括双导体板、单导体板）的电场、电位计算； ● 电荷导线环的电场、电位计算； ● 电容和能量的计算。 例 ： ρ s 球对称 轴对称 面对称

电磁场与电磁波

电磁场与电磁波实验问卷答案 一、频谱特性测量演示实验问卷 1.ESPI 测试接收机所测频率范围为: 9KHz—3GHz 2.ESPI 测试接收机的RF输入端口最大射频信号: 30dbm，最大直流: 50v 3.是否直观的观测到电磁波的存在？（回答是/否）否 4.演示实验可以测到的空间信号有哪些，频段分别为: 广播：531K~1602KHz GSM900：上行：890~915 MHz 下行：935~960 MHz GSM1800：上行：1710~1755 MHz 下行：1805~1850 MHz WCDMA：上行：1920～1980MHz 下行：2110～2170MHz CDMA2000：上行：1920～1980MHz 下行：2110～2170MHz TD-SCDMA：2010～2025MHz 5.课堂演示的模拟电视和数字电视频谱图：如何判断是模拟还是数字电视？ 模拟信号以残留边带调幅方式频分复用传输,有明确的载波频率,不同频道的图像有不同的载波频率。模拟信号频谱为:每8MHz带宽即一个频道内,能量集中分布在图像载频上,在该载频附近有一个跳动的峰,为彩色副载波所在,再远一点(在8MHz内)还有一个峰,为伴音副载波的峰。 数字信号：一个数字频道的已调信号像一个抬高了的噪声平台, 均匀地平铺于整个带宽之内, 它的能量是均匀分布在整个限定带宽内的。 6.课堂演示GSM900上下行频谱图，CDMA下行频谱图，3G下行频谱图：GSM900上行:

GSM900下行： CDMA下行频谱图：

3G下行频谱图： 7.该频谱仪能检测的频谱范围，是否能观察到WIFI、电磁炉、蓝牙等频谱？（请分别说明，并指出其频率） 可以该频谱仪能检测的频谱范围为9KHz—3GHz 所以，能够观察到：WIFI：2.4G 电磁炉：20KHz—30KHz 蓝牙：2.4G

《电磁场与电磁波》期末复习题-基础

电磁场与电磁波复习题 1.点电荷电场的等电位方程是（ ）。A ． B ． C ． D ． C R q =04πεC R q =2 04πεC R q =024πεC R q =2 024πε2.磁场强度的单位是（ ）。 A ．韦伯 B ．特斯拉 C ．亨利 D ．安培/米 3.磁偶极矩为的磁偶极子，它的矢量磁位为（ ）。 A ． B ． C ． D ．024R m e R μπ?u r r 02 ·4R m e R μπu r r 02 4R m e R επ?u r r 2 ·4R m e R επu r r 　4.全电流中由电场的变化形成的是（ ）。A ．传导电流 B ．运流电流 C ．位移电流 D ．感应电流 5.μ0是真空中的磁导率，它的值是（ ）。 A ．4×H/m B ．4×H/m C ．8.85×F/m D ．8.85×F/m π7 10-π7 107 10-12 106.电磁波传播速度的大小决定于（ ）。 A ．电磁波波长 B ．电磁波振幅 C ．电磁波周期 D ．媒质的性质7.静电场中试验电荷受到的作用力大小与试验电荷的电量( )A.成反比 B.成平方关系 C.成正比 D.无关8.真空中磁导率的数值为( ) A.４π×10-5H/m B.４π×10-6H/m C.４π×10-7H/m D.４π×10-8H/m 9.磁通Φ的单位为( )A.特斯拉 B.韦伯 C.库仑 D.安/匝10.矢量磁位的旋度是( )A.磁感应强度 B.磁通量 C.电场强度 D.磁场强度11.真空中介电常数ε0的值为( )A.8.85×10-9F/m B.8.85×10-10F/m C.8.85×10-11F/m D.8.85×10-12F/m 12.下面说法正确的是( ) A.凡是有磁场的区域都存在磁场能量 B.仅在无源区域存在磁场能量 C.仅在有源区域存在磁场能量 D.在无源、有源区域均不存在磁场能量13.电场强度的量度单位为（ ）A ．库/米 B ．法/米 C ．牛/米D ．伏/米14.磁媒质中的磁场强度由（ ）A ．自由电流和传导电流产生B ．束缚电流和磁化电流产生C ．磁化电流和位移电流产生D ．自由电流和束缚电流产生15.仅使用库仓规范，则矢量磁位的值（ ）A ．不唯一 B ．等于零 C ．大于零D ．小于零16.电位函数的负梯度（－▽）是（ ）。?A.磁场强度 B.电场强度 C.磁感应强度 D.电位移矢量 17.电场强度为=E 0sin(ωt -βz +)+E 0cos(ωt -βz -)的电磁波是（ ）。 E v x e v 4πy e v 4π A.圆极化波 B.线极化波 C.椭圆极化波 D.无极化波 18.在一个静电场中，良导体表面的电场方向与导体该点的法向方向的关系是（ ）。

电磁场与电磁波课程知识点总结

电磁场与电磁波课程知识点总 结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

电磁场与电磁波课程知识点总结 1 麦克斯韦方程组的理解和掌握 （1）麦克斯韦方程组 ??????=?=??=?=?????-=???- =?????+=???+ =??s s l s l s s d B B Q s d D D s d t B l d E t B E s d t D J l d H t D J H 0 )( ρ 本构关系： E J H B E D σμε=== （2）静态场时的麦克斯韦方程组（场与时间t 无关） ????=?=??=?=??=?=??=?=??s s l l s d B B Q s d D D l d E E I l d H J H 0 000 ρ 2 边界条件 （1）一般情况的边界条件 n n n sT t t s n s n n s n t t n B B B B a J H H J H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )())(0 )==-?=-=-?=-=-?==-? （（ρρ （2）介质界面边界条件（ρs = 0 J s = 0） n n n t t n n n n t t n B B B B a H H H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )(0 )0 )(0 )==-?==-?==-?==-? （（

（1）基本方程 00 2 2 =?==?- =?=?=??=?=??? ??A A p s l l d E Q s d D D l d E E ???ε ρ ?ρ 本构关系： E D ε= （2）解题思路 对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电位方程（注意边界条件的使用）。 假设电荷Q ——> 计算电场强度E ——> 计算电位φ ——> 计算能量ω e =εE 2/2 或者电容（C=Q/φ）。 （3）典型问题 导体球（包括实心球、空心球、多层介质）的电场、电位计算； 长直导体柱的电场、电位计算； 平行导体板（包括双导体板、单导体板）的电场、电位计算； 电荷导线环的电场、电位计算； 电容和能量的计算。 例： a b ρ r ε ρs r S a b ε q l 球对称 轴对称 面对称

电磁场与电磁波论文

电磁场与电磁波论文 院系：电子信息学院 班级：电气11003班 学号：201005792 序号：33 姓名：张友强

电磁场与电磁波的应用 摘要： 磁是人类生存的要素之一。地球本身就是一个磁场，由于地球自身运动导致的两极缩短、赤道拉长、冰川融化、海平面上升等原因，地球的磁场强度正逐渐衰减。外加高楼林立、高压电网增多，人为地对地球磁力线造成干扰和破坏。所以，现在地球的磁场强度只有500年前的50％了，许多人出现种种缺磁症状。科学家研究证实，远离地球的宇航员在太空中所患的“太空综合症’’就是因缺磁而造成的。由此可见磁对于生命的重要性。磁场疗法，又称“磁疗法”、“磁穴疗法”，是让磁场作用于人体一定部位或穴位，使磁力线透人人体组织深处，以治疗疾病的一种方法。磁疗的作用机制是加速细胞的复活更新，增强血细胞的生命力，净化血液，改善微循环，纠正内分泌的失调和紊乱，调节肌体生理功能的阴阳平衡。 关键词：磁疗、电磁生物体、生物磁场、磁疗保健 电磁场与电磁波简介： 电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。生物电磁学是研究非电离辐射电磁波（场）与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科，主要涉及电磁场与微波技术和生物学。其意义在开发电磁能在医学、生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护。。生物电磁学与工程电磁场与微波技术的不同主要体现在：1、后者的作用对象是具有个体差异的生命物质；2、后者的作用对象是根据人为需要而选取并加工的电磁媒质或单元而前者的作用要让测量系统服从于作用对象。生物电磁学的研究内容主要设计五个方面：1、电磁场（波）的生物学效应，研究在电磁场（波）作用下生物系统产生了什么；2、生物学效应机理，研究在电磁场（波）作用下为什么会产生什么；3、生物电磁剂量学，研究在什么条件下会产生什么；4、生物组织的电磁特性，研究在电磁场（波）作用下产生什么的生物学本质；5、生物学效应的作用，研究产生的效应做什么和如何做。 正文： （一）在生产、生活上的应用 静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转，这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置，例如阴极射线示波器，回旋加速器，喷墨打印机以及速度选择器等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的，而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子偏转都是通过两个平行板之间的电位差来实的。 1.磁悬浮列车 列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被

《电磁场与电磁波》期末复习题-基础

电磁场与电磁波复习题 1. 点电荷电场的等电位方程是（ ）。 A ．C R q =04πε B ．C R q =204πε C ．C R q =02 4πε D ．C R q =202 4πε 2. 磁场强度的单位是（ ）。 A ．韦伯 B ．特斯拉 C ．亨利 D ．安培/米 3. 磁偶极矩为m 的磁偶极子，它的矢量磁位为（ ）。 A ．024R m e R μπ? B ．02 ?4R m e R μπ C ．024R m e R επ? D ．02 ?4R m e R επ 4. 全电流中由电场的变化形成的是（ ）。 A ．传导电流 B ．运流电流 C ．位移电流 D ．感应电流 5. μ0是真空中的磁导率，它的值是（ ）。 A ．4π×710-H/m B ．4π×710H/m C ．8.85×710-F/m D ．8.85×1210F/m 6. 电磁波传播速度的大小决定于（ ）。 A ．电磁波波长 B ．电磁波振幅 C ．电磁波周期 D ．媒质的性质 7. 静电场中试验电荷受到的作用力大小与试验电荷的电量( ) A.成反比 B.成平方关系 C.成正比 D.无关 8. 真空中磁导率的数值为( ) A.４π×10-5H/m B.４π×10-6H/m C.４π×10-7H/m D.４π×10-8H/m 9. 磁通Φ的单位为( ) A.特斯拉 B.韦伯 C.库仑 D.安/匝 10. 矢量磁位的旋度是( ) A.磁感应强度 B.磁通量 C.电场强度 D.磁场强度 11. 真空中介电常数ε0的值为( ) A.8.85×10-9F/m B.8.85×10-10F/m C.8.85×10-11F/m D.8.85×10-12F/m 12. 下面说法正确的是( ) A.凡是有磁场的区域都存在磁场能量 B.仅在无源区域存在磁场能量 C.仅在有源区域存在磁场能量 D.在无源、有源区域均不存在磁场能量 13. 电场强度的量度单位为（ ） A ．库/米 B ．法/米 C ．牛/米 D ．伏/米 14. 磁媒质中的磁场强度由（ ） A ．自由电流和传导电流产生 B ．束缚电流和磁化电流产生 C ．磁化电流和位移电流产生 D ．自由电流和束缚电流产生 15. 仅使用库仓规范，则矢量磁位的值（ ） A ．不唯一 B ．等于零 C ．大于零 D ．小于零 16. 电位函数的负梯度（－▽?）是（ ）。 A.磁场强度 B.电场强度 C.磁感应强度 D.电位移矢量 17. 电场强度为E =x e E 0sin(ωt -βz +4π)+y e E 0cos(ωt -βz -4 π)的电磁波是（ ）。 A.圆极化波 B.线极化波 C.椭圆极化波 D.无极化波 18. 在一个静电场中，良导体表面的电场方向与导体该点的法向方向的关系是（ ）。

电磁场与电磁波课程知识点汇总和公式

电磁场与电磁波课程知识点汇总和公式

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电磁场与电磁波课程知识点总结与主要公式 1 麦克斯韦方程组的理解和掌握 （1）麦克斯韦方程组 ??????=?=??=?=?????-=???- =?????+=???+ =??s s l s l s s d B B Q s d D D s d t B l d E t B E s d t D J l d H t D J H 0 )( ρ 本构关系： E J H B E D σμε=== （2）静态场时的麦克斯韦方程组（场与时间t 无关） ????=?=??=?=??=?=??=?=??s s l l s d B B Q s d D D l d E E I l d H J H 0 000 ρ 2 边界条件 （1）一般情况的边界条件 n n n sT t t s n s n n s n t t n B B B B a J H H J H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )())(0 )==-?=-=-?=-=-?==-? （（ρρ （2）介质界面边界条件（ρs = 0 J s = 0） n n n t t n n n n t t n B B B B a H H H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )(0 )0 )(0 )==-?==-?==-?==-? （（

（1）基本方程 00 2 2 =?==?- =?=?=??=?=??? ??A A p s l l d E Q s d D D l d E E ???ε ρ ?ρ 本构关系： E D ε= （2）解题思路 ● 对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电位方程（注 意边界条件的使用）。 ● 假设电荷Q ——> 计算电场强度E ——> 计算电位φ ——> 计算能 量ωe =εE 2/2或者电容（C=Q/φ）。 （3）典型问题 ● 导体球（包括实心球、空心球、多层介质）的电场、电位计算； ● 长直导体柱的电场、电位计算； ● 平行导体板（包括双导体板、单导体板）的电场、电位计算； ● 电荷导线环的电场、电位计算； ● 电容和能量的计算。 例 ： a b ρ r ε ρs r S a b ε q l 球对称 轴对称 面对称

电磁场与电磁波(第三版)课后答案第9章

第九章习题解答 9.1 设元天线的轴线沿东西方向放置，在远方有一移动接收台停在正南方而收到最大电场强度，当电台沿以元天线为中心的圆周在地面移动时，电场强度渐渐减小，问当电场强 时，电台的位置偏离正南多少度？ 解：元天线（电基本振子）的辐射场为 j k r j θ-=E e 可见其方向性函数为(),sin f θφθ=，当接收台停在正南方向（即090θ=）时，得到最大电场强度。由 s i n θ= 得 045θ= 此时接收台偏离正南方向045±。 9.2 上题中如果接收台不动，将元天线在水平面内绕中心旋转，结果如何？如果接收天线也是元天线，讨论收发两天线的相对方位对测量结果的影响。 解： 如果接收台处于正南方向不动，将天线在水平面内绕中心旋转，当天线的轴线转至沿东西方向时，接收台收到最大电场强度，随着天线地旋转，接收台收到电场强度将逐渐变小，天线的轴线转至沿东南北方向时，接收台收到电场强度为零。如果继续旋转元天线，收台收到电场强度将逐渐由零慢慢增加，直至达到最大，随着元天线地不断旋转，接收台收到电场强度将周而复始地变化。 当接收台也是元天线，只有当两天线轴线平行时接收台收到最大电场强度；当两天线轴线垂直时接收台收到的电场强度为零；当两天线轴线任意位置，接收台收到的电场强介于最大值和零值之间。 9.3 如题9.3图所示一半波天线，其上电流分布为() 11cos 2 2m I I kz z ??=-<< ??? （1）求证：当0r l >>时， 020 cos cos 22sin jkr m z I e A kr πθμπθ -?? ? ??= ? （2）求远区的磁场和电场； （3）求坡印廷矢量； （4）已知22 c o s c o s 20.609sin d π πθθθ ?? ? ?? =? ，求辐射电阻； （5）求方向性系数。 题9.3（1） 图 解：（1）沿z 方向的电流z I 在空间任意一点()0,P r θ产生的矢量磁位为

电磁场与电磁波答案()

《电磁场与电磁波》答案(4) 一、判断题（每题2分，共20分） 说明：请在题右侧的括号中作出标记，正确打√，错误打× 1.在静电场中介质的极化强度完全是由外场的强度决定的。 2.电介质在静电场中发生极化后，在介质的表面必定会出现束缚电荷。 3.两列频率和传播方向相同、振动方向彼此垂直的直线极化波，合成后 的波也必为直线极化波。 4.在所有各向同性的电介质中，静电场的电位满足泊松方程2ρ?ε?=-。 5.在静电场中导体内电场强度总是为零，而在恒定电场中一般导体内的电场强度不为零，只有理想导体内的电场强度为零。 6.理想媒质和损耗媒质中的均匀平面波都是TEM 波。 7.对于静电场问题，保持场域内电荷分布不变而任意改变场域外的电荷分布，不会导致场域内的电场的改变。 8.位移电流是一种假设，因此它不能象真实电流一样产生磁效应。 9.静电场中所有导体都是等位体，恒定电场中一般导体不是等位体。 10.在恒定磁场中，磁介质的磁化强度总是与磁场强度方向一致。 二、选择题（每题2分，共20分） （请将你选择的标号填入题后的括号中） 1. 判断下列矢量哪一个可能是静电场（ A ）。 A ．369x y z E xe ye ze =++ B ．369x y z E ye ze ze =++ C ．369x y z E ze xe ye =++ D ．369x y z E xye yze zxe =++ 2. 磁感应强度为(32)x y z B axe y z e ze =+-+ , 试确定常数a 的值。（ B ） A ．0 B ．-4 C ．-2 D ．-5 [ ×]1 [ √]2 [ ×]3 [ ×]4 [ √]5 [ √]6 [ ×]7 [ ×]8 [ √]9 [ ×]10

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

哈工大电磁场与电磁波课程总结

电磁场与电磁波课程总结 时代背景 麦克斯韦方程组是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。麦克斯韦方程组在电磁学中的地位，如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。它揭示出电磁相互作用的完美统一，而这个理论被广泛地应用到技术领域。 1831年，法拉第发现了电磁感应现象，揭示了电与磁之间的重要联系，为电磁场完整方程组的建立打下了基础。截止到1845年，关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律（1785年），安培-毕奥-萨伐尔定律（1820年），法拉第定律（1831-1845年）已被总结出来，法拉第的“电力线”和“磁力线”概念已发展成“电磁场概念”。场是一种看不见摸不着而又确实存在的东西，它可以用来描述空间中的物体分布情况，进而用空间函数来表征。“场”概念的提出，使得人们从牛顿力学的束缚中摆脱出来，从而对微观以及高速状态等人类无法用肉眼观测的世界，有了更加深入的认识。1864年，麦克斯韦集以往电磁学研究之大成，创立了电磁场的完整方程组。1868年，麦克斯韦发表了《关于光的电磁理论》这篇短小而重要的论文，明确地将光概括到电磁理论中，创立了“光的电磁波学说”。这样，原来相互独立发展的电、磁和光就被巧妙地统一在电磁场这一优美而严整的理论体系中，实现了物理学的又一次大综合。 德国物理学家赫兹深入研究了麦克斯韦电磁场理论，决定用实验来验证它。通过多年的实验探索，于1886年首先发现了“电磁共振”现象，紧接着在1888年发表了《论动电效应的传播速度》一文，以确凿的实验事实证实了麦克斯韦关于电磁波的预言和光的电磁理论的正确性，到此，麦克斯

电磁场与电磁波期末试题2010A

一、简答题（30分） 1.写出静电场的电位泊松方程，并给出其两种理想介质分界面的边界条件。 2ρ ?ε ?=-； 在两种完纯介质分界面上电位满足的边界条件： 12??= 12 12s n n ??εερ??-=-?? 2.讨论均匀平面波在无界空间传播时本征阻抗与波阻抗的区别。 3.写出均匀平面波在无界良导体中传播时相速的表达式。 4.写出时谐电磁场条件下亥姆霍兹方程。 5.写出传输线输入阻抗公式。 6.证明电场矢量和磁场矢量垂直。 证明：任意的时变场（静态场是时变场的特例）在一定条件下都可以通过Fourier 展开为不同频率正弦场的叠加。 垂直。 也与垂直 与垂直。 与乘定义，可知根据E H H X ∴=?-=?-??- =??B B E B E k B j E k j t B E ωω 7.写出线性各向同性的电介质、磁介质和导电介质的本构关系式。 E J H B E D σμε=== 8.写出均匀平面波在两介质分界面的发射系数和投射系数表达式。 9.写出对称天线的归一化方向函数。 10.解释TEM 、TE 、TM 波的含义。 二、计算题 1. （10分）已知矢量222 ()()(2)x y z x axz xy by z z czx xyz =++++-+-E e e e ，试确 2 1 21 2212rm im tm im E E E E ηηηηητηη-Γ==+== +

定常数a 、b 、c 使E 为无源场。 解 由(2)(2)(122)0x az xy b z cx xy ?=++++-+-= E ，得 2,1,2a b c ==-=- 2.已知标量函数22223326u x y z x y z =+++--。（1）求u ?；（2）在哪些点上u ?等于零。 解 （1）(23)(42)(66)x y z x y z u u u u x y z x y z ????=++=++-+-???e e e e e e ； （2）由(23)(42)(66)0x y z u x y z ?=++-+-=e e e ，得 32,12,1x y z =-== 3． 两块很大的平行导体板，板间距离为d ，且d 比极板的长和宽都小得多。两板接上直 流电压为U 的电源充电后又断开电源，然后在板间放入一块均匀介质板，它的相对介电常数为9r ε= ，厚度比d 略小一点，留下一小空气隙，如图所示。试求放入介质板前后，平行导体板间各处的电场强度。并由此讨论电介质的作用。（20分） 解： （1）建立坐标系如图。加入介质板前，因两极板已充电，板间电压为U ，间距d 远小于平板尺寸，可以认为极板间电场均匀，方向与极板垂直。所以板间电场为 0z U d =-E e 设两极板上所带自由电荷面密度分别为s ρ和s ρ-，根据高斯定理 s s s d d Q S ερ===???D S E S 即 000s D E S S ερ=?=? 得 0000 s U D E d ερε=== r ε =d U z