春《电磁场与电磁波》期中试卷答案

一、填空题 (10题，每题3分，共30分)

1.介电常数为的均匀线性介质中，电荷的分布为)(r ρ，则空间任一点 E ?? =____________, D ?? =_____________。 ρ /ε ； ρ

2.在时变电磁场，E ??=t

B

??- ，表明时变电场是有旋场；B ??=0，表明时变磁场

是无散场。

3.在两种不同媒质的分界面上，电场矢量的切向分量总是连续的，磁感应强度矢量的法向分量是连续的。

4.线性、各向同性媒质的本构关系为：E D ε=，H B

μ=，E J σ=。

5.在理想导体表面上，磁场强度矢量总是平行于理想导体表面，电场强度矢量总是垂直于理想导体表面。

6.电荷的定向运动形成电流，当电荷密度ρ满足0=??t

ρ

时，电流密度J 应满足

0=??J

，电流线的形状应为闭合曲线。

7.在均匀导电媒质中，已知电场强度矢量)102sin(6

0t E e E x ?=π ，则位移电流密度d

J 与传导电流密度J

之间的相位差为2/π。

8.在导电媒质中， 电磁波的相速随频率改变的现象称_____________， 这样的媒质又称为_________ 。 答： 色散； 色散媒质

9.电流连续性方程的微分形式为 。 10.研究宏观电磁现象时，常用到的四种电荷模型是：体电荷 、面电荷 、线电

荷 、

点电荷 ，常用到的三种电流模型是：体电流 、面电流 、线电流 。

二、选择题(10题，每小题3分，共30分)

1. 关于在一定区域内的电磁场，下列说法中正确的是（D ）

J ρ??+=

（A ）由其散度和旋度唯一地确定；

（B ）由其散度和边界条件唯一地确定； （C ）由其旋度和边界条件唯一地确定；

（D ）由其散度、旋度和边界条件唯一地确定。

2．描述不同媒质分界面两侧的电磁场矢量切向分量关系的边界条件是 （D ）

（A ）S D n B n ρ=?=?110

（B ）0)(0)(2121=-?=-?D D n B B n

（C ）011=?=?E n J H n S （D ）0)()(2121=-?=-?E E n J H H n s

3. 下列表达式不可能成立的是（B ）

（A ）、s

v

Ads A dv =????????； （B ）0u ??=； （C ） 0u ???=； （D ）

0u ???=

4. 比较位移电流与传导电流，下列陈述中，不正确的是（A ）

A. 位移电流与传导电流一样，也是电荷的定向运动

B. 位移电流与传导电流一样，也能产生涡旋磁场

C. 位移电流与传导电不同，它不产生焦耳热损耗 5. 下面表述正确的为（D ）

（A ）矢量场的散度仍为一矢量场； （B ）标量场的梯度结果为一标量； （C ）矢量场的旋度结果为一标量场；（D ）标量场的梯度结果为一矢量

6. 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 (C)

（A ） （B ） （C ）1 （D ） 0

7. 静电场中(C)在通过分界面时连续。

（A ）E （B ）D （C ）E 的切向分量 （D ）J 8. 传导电流是由(C)形成的。

（A ）真空中带电粒子定向运动 （B ）电介质中极化电荷v 运动 （C ）导体中自由电子的定向运动 （D ）磁化电流v 速移动 9. 矢量场A=(Ax,Ay,Az )的散度在直角坐标下的表示形式为（A ）

（A ）Ax Ay Az x y z ???++??? （B ）x y z Ax Ay Az

e e e x y z ???++???

（C ）

x y z A A A e e e x y z ???++??? （D ）A A A

x y z ???++??? 10. 导电媒质的复介电常数c ε为（C ）。

ε0

1

（A ）j ωεσ+；（B ）j σεω+；（C ）j σεω-；（D ）j ωεσ

-

1. 简述麦克斯韦方程的积分形式和微分形式，以及相关的物理意义。

2.能流密度矢量（玻印廷矢量）S 是怎样定义的？坡印廷定理是怎样描述的？

3. 简述唯一性定理，并说明其物理意义

4.什么是电磁波的极化？什么是垂直极化？什么是水平极化？线极化、圆极化和椭圆极化的形成条件？

四、计算题(2题，每题10分，共20分)

1. 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 =-==

2. 在自由空间（0ε，0μ）传播的均匀平面波磁场为

)109cos(1008z t e H y β-?=

A/m

（1）求相位常数β，指出波的传播方向；

（2）写出H

的复数形式；

（3）求电场强度E

的复数表达式； （4）求玻印廷矢量 （5）求平均玻印廷矢量AV 。

解：（1）88910,310c ω=?=?,所以：3c βω==rad/s

（2）H

的复数形式：3100j z y H e e -=

（3）电场强度E

的复数表达式；

33310010012000j z j z z y z x j z

x E H e e e e e e e e

ηηηπ---=?=?==

（4）玻印廷矢量：电场的瞬时表达式为：

812000cos(9103)x E e t z π=?- 玻印廷矢量为：

882

8

12000cos(9103)100cos(9103)1200000cos (9103)

x y z S E H e t z e t z e t z ππ=?=?-??-=?-

（5）平均玻印廷矢量：

()

()*3311

Re Re 1200010060000022

j z j z av x y z S E H e e e e e ππ-=

?=?=