工程电磁场练习题(2019.9)
电磁场练习题
电磁场练习题电磁场是物理学中重要的概念，广泛应用于电力工程、通信技术等领域。
为了更好地理解和掌握电磁场的相关知识，以下是一些练习题，帮助读者巩固对电磁场的理解。
练习题1：电场1. 有一电荷+Q1位于坐标原点，另有一电荷+Q2位于坐标(2a, 0, 0)处。
求整个空间内的电势分布。
2. 两个无限大平行带电板，分别带有电荷密度+σ和-σ。
求两个带电板之间的电场强度。
3. 一个圆环上均匀分布有总电荷+Q，圆环的半径为R。
求圆环轴线上离圆环中心距离为x处的电场强度。
练习题2：磁场1. 一个无限长直导线通过点A，导线中电流方向由点A指向B。
求点A处的磁场强度。
2. 一个长直导线以λ的线密度均匀分布电流。
求距离导线距离为r处的磁场强度。
3. 一半径为R、载有电流I的螺线管，求其轴线上离螺线管中心的距离为x处的磁场强度。
练习题3：电磁场的相互作用1. 在一均匀磁场中，一电子从初始速度为v0的方向垂直进入磁场。
求电子做曲线运动的轨迹。
2. 有两个无限长平行导线，分别通过电流I1和I2。
求两个导线之间的相互作用力。
3. 一个电荷为q的粒子以速度v从初始位置x0进入一个电场和磁场同时存在的区域。
求电荷受到的合力。
练习题4：电磁场的应用1. 描述电磁波的基本特性。
2. 电磁感应现象的原理是什么？列举几个常见的电磁感应现象。
3. 解释电磁场与电路中感应电动势和自感现象的关系。
根据上述练习题，我们可以更好地理解和掌握电磁场的基本原理和应用。
通过解答这些练习题，我们能够加深对电场、磁场以及电磁场相互作用的理解，并掌握其在实际应用中的运用。
希望读者能够认真思考每道练习题，尽量自行解答。
如果遇到困难，可以参考电磁场相关的教材、课件等资料，或者向老师、同学寻求帮助。
通过不断练习和思考，相信读者可以彻底掌握电磁场的相关知识，为今后的学习和应用奠定坚实的基础。
电磁场练习题
电磁场练习题一、选择题1. 电磁波是一种：A. 机械波B. 电磁场的传播C. 粒子流D. 声波2. 麦克斯韦方程组中描述电场和磁场变化关系的方程是：A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培定律D. 洛伦兹力定律3. 以下哪个不是电磁波的特性：A. 波长B. 频率C. 质量D. 速度4. 电磁波的传播不需要：A. 介质B. 真空C. 电荷D. 磁场5. 根据洛伦兹力定律，一个带正电的粒子在磁场中运动时，其受力方向：A. 与速度和磁场垂直B. 与速度方向相同C. 与磁场方向相同D. 与速度和磁场平行二、填空题6. 电磁波的传播速度在真空中等于______。
7. 麦克斯韦方程组包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和______。
8. 当电磁波的频率增加时，其波长会______。
9. 电磁波的频率与波长的关系可以用公式______表示。
10. 在电磁波的传播过程中，电场和磁场的能量是相互______的。
三、简答题11. 简述麦克斯韦方程组的物理意义。
12. 描述电磁波在介质中的传播与在真空中的传播有何不同。
13. 解释为什么电磁波可以穿透某些物质，而不能穿透另一些物质。
四、计算题14. 假设一个电磁波在真空中的频率为10GHz，求其波长。
15. 已知一个带电粒子在均匀磁场中以速度v=3×10^7 m/s运动，磁场强度B=0.5T，求该粒子受到的洛伦兹力的大小和方向。
五、论述题16. 论述电磁波在现代通信技术中的应用及其重要性。
17. 讨论电磁波的产生机制以及它们在自然界和人工环境中的表现形式。
六、实验题18. 设计一个实验来验证电磁波的反射和折射现象。
19. 利用示波器观察电磁波的传播，并记录其波形，分析其特点。
20. 通过实验演示电磁波的干涉和衍射现象，并解释其物理原理。
以上练习题涵盖了电磁场的基本概念、电磁波的性质、麦克斯韦方程组的应用以及电磁波在现代科技中的应用等多个方面，旨在帮助学习者全面理解和掌握电磁场的相关知识。
电磁场考试试题及答案
电磁场考试试题及答案一、选择题1. 下列哪个物理量不是描述电磁场的基本量？A. 电场强度B. 磁感应强度C. 电势D. 磁化强度2. 静电场的本质特征是：A. 磁场产生于电场B. 电场产生于静电荷C. 电场与磁场相互作用D. 电场与静电荷相互作用3. 关于电磁场的能量密度，以下说法正确的是：A. 电磁场的能量密度只与电场强度有关B. 电磁场的能量密度只与磁感应强度有关C. 电磁场的能量密度与电场和磁感应强度都有关D. 电磁场的能量密度与电荷和电流有关4. 电磁波中电场和磁场的相互关系是：A. 电场和磁场以90°的相位差波动B. 电场和磁场以180°的相位差波动C. 电场和磁场处于同相位波动D. 电场和磁场没有固定的相位关系5. 有一根长直导线，通有电流，要使其产生的磁场最强，应将观察点放置在：A. 导线的外侧B. 导线的内侧C. 导线的中央D. 对称轴上二、填空题1. 电荷为2μC的点电荷在距离它10cm处的电场强度大小为______ N/C。
2. 一根长度为50cm的直导线通有5A的电流，它产生的磁感应强度大小为______ T。
三、简答题1. 什么是电磁场？它的基本特征是什么？电磁场是一种通过电荷和电流相互作用而产生的物质场。
它基于电荷和电流的特性，表现为电场和磁场的存在和相互作用。
电磁场的基本特征包括：电场与静电荷相互作用，磁场与电流相互作用，电磁场遵循麦克斯韦方程组等。
2. 电场与磁场有何区别和联系？电场是由电荷产生的一种物质场，描述电荷对其他电荷施加的作用力的特性。
而磁场则是由电流产生的一种物质场，描述电流对其他电流施加的作用力的特性。
电场和磁场之间存在密切的联系，根据麦克斯韦方程组的推导可知，变化的电场会产生磁场，而变化的磁场也会产生电场。
3. 什么是电磁波？其特点是什么？电磁波是由电场和磁场相互耦合在空间中传播的波动现象。
其特点包括：- 电磁波是横波，电场与磁场的振动方向垂直于波传播方向。
工程电磁场试卷小测验附答案
⼯程电磁场试卷⼩测验附答案⼀、填空题（30分，3分/空）1. XOY平⾯是两种电介质的分界⾯，分界⾯上⽅电位移⽮量为C/m2，相对介电常数为2，分界⾯下⽅相对介电常数为5，则分界⾯下⽅z⽅向电场强度为__________，分界⾯下⽅z⽅向的电位移⽮量为_______________。
2. 静电场中电场强度，则电位沿的⽅向导数为_________________，点A（1，2，3）和B（2，2，3）之间的电位差__________________。
3. 两个电容器和各充以电荷和，且两电容器电压不相等，移去电源后将两电容器并联，总的电容器储存能量为，并联前后能量是否变化。
4. ⼀⽆限长矩形接地导体槽，在导体槽中⼼位置有⼀电位为U的⽆限长圆柱导体，如图1所⽰。
由于对称性，矩形槽与圆柱导体所围区域内电场分布的计算可归结为图中边界、、、和所围区域内的电场计算。
则在边界_____________上满⾜第⼀类边界条件，在边界_____________上满⾜第⼆类边界条件。
图15. 导体球壳内半径为a，外半径为b，球壳外距球⼼d处有⼀点电荷q，若导体球壳接地，则球壳内表⾯的感应电荷总量为____________，球壳外表⾯的感应电荷总量为____________。
⼆、计算题1. 如图2所⽰，内、外两个半径分别为a、b的同⼼球⾯电极组成的电容器，极板间绝缘介质的介电常数为ε，内、外电极上的电荷分别为±Q，试求：（1）绝缘介质中的电场强度；（5分）（2）电容器储存的静电场能量；（5分）（3）内电极单位⾯积受到的膨胀⼒和外电极单位⾯积受到的收缩⼒。
（10分）2. 如图3所⽰，真空中⼀点电荷q置于⾦属球壳内，距球⼼距离为b，球壳半径为a，球壳电位为U0，写出球内任⼀点的电位表达式。
（10分）图2 图33. 如图4所⽰平板电容器，内含两层介质，介质的介电常数和电导率分别为、和、，极板⾯积为S，介质的厚度均为。
在电容器上施加电压，忽略极板的边缘效应。
工程电磁场期末考试(最终打印版)
工程电磁场期末考试（预测题60%命中率）一、简答题（60分）（请用电脑打开）1、解释并简述霍尔效应原理，并列举相关元件（5分）（必考）答案：磁场强度B与电流方向垂直时，形成电流的正电荷或负电荷将会受到磁场力的作用而发生微小移动，产生的微小电位差叫做霍尔电压。
元件：电子功率计、矩形脉冲元件、测量磁通密度的仪表2、写出不同情况下的法拉第电磁感应电动势，并写出相关数学表达式（5分）（必考）答案：1、闭合路径静止不动，而与其相交链的磁通却随着时间发生变化：emf2、一个恒定磁通与一个闭合路径之间有相对运动：3、以上2种情况的复合：（注意：H、D、E、V、B、L、E、S等加粗的字母一定要标箭头，否则一分都没有）3、写出时变电磁场和静电场的麦克斯韦方程组并说明每个方程的物理意义（微分形式和积分形式）（5分）（注：此题必考，必要时可弄点小抄）答案：时变电磁场（微分形式）：----位移电流和变化电场产生磁场------变化的磁场产生电场-------静电场为有源场---------磁场为无源场时变电磁场（积分形式）：静电场（微分形式）：▽ⅹE=0▽ⅹH=J静电场（积分形式）：∮E.d L=0∮H.d L=Ι4、分别写出导体、电介质、磁场的边界条件（5分）（注：此题必考，必要时可弄点小抄）答案：导体边界条件： 1.在导体内部，静电场的电场强度为零。
2.导体表面上的电场强度处处垂直于导体表面。
3. 导体表面是一个等位面。
电介质边界条件：磁场边界条件：5、写出传输线的电报方程、传输波方程、无损耗传输线的方程、正弦波的复数表达式、低损耗传输的条件（5分）（必考）答案：传输线的电报方程：传输线的传输波方程：无损耗传输线的方程：正弦波的复数表达式：在导体表面：E的切线分量为零D 的法线方向为电荷面密度V IRI Lz t∂∂⎛⎫=-+--⎪∂∂⎝⎭I VGV Cz t∂∂⎛⎫=-+⎪∂∂⎝⎭()()22222222V V VLC LG RC RGVz t tI I ILC LC RC RGIz t t⎧∂∂∂=+++⎪⎪∂∂∂⎨∂∂∂⎪=+++⎪∂∂∂⎩V ILz tI VCz t∂∂⎧=-⎪⎪∂∂⎨∂∂⎪=-⎪∂∂⎩——时变电流产生时变电压——时变电压产生时变电流[]()001(,)cos..2j j z j tVV z t V t z V e e e c cφβωωβφ±=±+=+（此处请看教材P237-10.34）（必考）低损耗传输的条件：①R<<wL,G<<wC②无畸变，即：6、解释安培环路定律、高斯定律、毕奥沙伐定律、斯托克斯定理（5分）答案：安培环路定律: 磁场强度沿一闭合路径的线积分等于该闭合路径所包围的电流的大小:点形式：▽ⅹH=J高斯定律：穿过任意闭合曲面的电通量等于该曲面所包含的总电荷：点形式：毕奥沙伐定律：斯托克斯定理：00jV V eφ=-复数振幅（有幅值，有相位）(,)j z j tcV z t V e eβω±=—复数瞬态电压()j zsV z V eβ±=—相电压（不随时间变化）R GL C=7、解释保守场、写出电流连续性方程和欧姆定律的点形式（5分）答案：保守场：沿任意一条闭合路径移动单位电荷外力不做功，即：一个保守场对于任何一条可能的闭合路径的线积分都是零。
电磁场考试试题及答案
电磁场考试试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 麦克斯韦方程组描述了电磁场的基本规律，下列哪一项不是麦克斯韦方程组中的方程？A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 欧姆定律D. 安培环路定律答案：C2. 在电磁波传播过程中，电场和磁场的相位关系是：A. 相位相同B. 相位相反C. 相位相差90度D. 相位相差180度答案：C3. 根据洛伦兹力定律，带电粒子在磁场中运动时受到的力的方向是：A. 与速度方向相同B. 与速度方向相反C. 与速度方向垂直D. 与磁场方向垂直答案：C4. 以下哪种介质的磁导率不是常数？A. 真空B. 铁C. 铜D. 空气答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据高斯定律，通过任何闭合表面的电通量与该闭合表面所包围的总电荷量成正比，比例常数为____。
答案：\(\frac{1}{\varepsilon_0}\)2. 法拉第电磁感应定律表明，闭合回路中的感应电动势等于通过该回路的磁通量变化率的负值，其数学表达式为 \(\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}\)，其中 \(\Phi_B\) 表示____。
答案：磁通量3. 根据安培环路定律，磁场 \(\vec{B}\) 在闭合回路上的线积分等于该回路所包围的总电流乘以比例常数 \(\mu_0\)，其数学表达式为\(\oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{\text{enc}}\)，其中\(I_{\text{enc}}\) 表示____。
答案：回路所包围的总电流4. 电磁波在真空中的传播速度为 \(c\)，其值为 \(3 \times 10^8\) 米/秒，该速度也是光速，其物理意义是____。
答案：电磁波在真空中传播的速度三、简答题（每题15分，共40分）1. 简述电磁波的产生机制。
答案：电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的。
当电场变化时，会在周围空间产生磁场；同样，变化的磁场也会在周围空间产生电场。
完整版工程电磁场考试题
<<工程电磁场?课程测试试卷〔A卷〕注意:1 ,本试卷共2页2.测试时间:120分钟;3.姓名.学号,网选班级.网选序号必须写在指定的地方一.填空题〔每题3分,共30分〕1.在正方形的四个顶点上,各放一电量相等的同电性点电荷q,那么几何中央处的电场强度为〔〕o2不导电的自由空间电荷运动形成的电流为〔〕电流.3,磁化强度M的定义是单位体积内〔〕的矢量和.4,均匀平面电磁波在介电常数为£ ,磁导率为H的理想介质中传播, 其传播速度为〔〕o5.材料能够平安承受的最大电场强度称为〔〕.6,时变电磁场中的动态位既是空间的函数,也是〔〕的函数.7•静电场的能量体密度等于〔〕o8,多匝线圈交链磁通的总和,称为〔〕o二.简述题〔每题5分,共30分〕9.电磁感应定律的本质是变化的〔〕产生电场.10.平板电容器的板面积增大时,电容量〔〕.1.简述静电平衡状态下导体的性质〔从电荷,电位和电场强度三个方面说明〕.2.简述变压器电动势和发电机电动势的区别.3.写出麦克斯韦方程组得微分形式及其辅助方程.4.一块金属在均匀磁场中匀速平移,金属中是否会有涡流为什么?5•平行板电容器两板带有等量异号自由电荷,忽略边缘效应,当板间距离增大时,板间电场强度是否改变为什么6.对自由空间的平面电磁波,电场和磁场的能量密度相等吗为什么三.计算证实题〔每题8分,共40分〕1.有一个分区均匀电介质电场,区域1〔z<0 〕中的相对介电常数£ rl=2z区域2 〔z〕0〕中的相对介电常数£ r2=5. El=2ex+3ey+4ez,求DI, E2 和D2 .2设平板电容器极板间的距离是d,介质的介电常数为£ 0,极板间接交流电源,电压为u=Umsin3t,求极板间任一点的位移电流密度.3.设空间某处的磁场强度为H=0.1cos(2 ntX10A7-0.21x)ez A/m.求电磁波的传播方向,频率,相位常数,传播速度,波阻抗,并求电场强度的表达式.4.半径分别为Rl. R2的同心导体球面间充满介电常数为£的介质, 求此球形电容器的电容.5 •试证实真空中以速度运动的点电荷所产生的磁场强度和电位移矢量之间的关系为H=vXD。
电磁场练习题
电磁场练习题电磁场练习题电磁场是物理学中的一个重要概念，它描述了电荷和电流所产生的电场和磁场的相互作用。
在学习电磁场的过程中，练习题是一种非常有效的学习方法。
通过解答练习题，我们可以加深对电磁场概念和原理的理解，提高解决实际问题的能力。
下面，我将为大家提供一些关于电磁场的练习题。
练习题一：电场强度计算假设有一均匀带电球体，其半径为R，总电荷为Q。
求球心处的电场强度E。
解答：首先，我们可以将球体切割成无数个无限小的环带，然后计算每个环带所产生的电场强度，再将所有环带的电场强度矢量相加，即可得到球心处的电场强度。
设每个环带的宽度为δθ，电荷为dq。
根据库仑定律，每个环带所产生的电场强度为dE = k * dq / r^2，其中k为库仑常数，r为球心到环带的距离。
由于球体是均匀带电的，dq = Q / (4πR^2) * R * δθ，代入上式，可得dE = k * Q / (4πR^3) * R * δθ / r^2。
由于球体是均匀带电的，球心到每个环带的距离r为常数，因此可以将dE看作是一个常量。
将所有环带的电场强度矢量相加，即可得到球心处的电场强度E = ∫dE = ∫k * Q / (4πR^3) * R * δθ / r^2。
对上式进行积分，可得E = k * Q / (4πR^3) * R * ∫δθ / r^2。
由于球体的半径为R，球心到每个环带的距离r可以表示为r = R * sinθ，其中θ为环带的极角。
将r代入上式，可得E = k * Q / (4πR^3) * R * ∫δθ / (R * sinθ)^2。
对上式进行积分，可得E = k * Q / (4πR^3) * R * [-cosθ]。
由于θ的范围为0到π，代入上式，可得E = k * Q / (4πR^3) * R * (1 - (-1))。
化简上式，可得E = k * Q / (2πR^3)。
练习题二：磁场强度计算假设有一直导线，电流为I，长度为L。
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1、介质在外电场的作用下发生极化的物理机制是什么？受到极化的介质一般具有什么样的
宏观特征？
2、静电场边值问题的唯一性定理说明了什么？它的意义何在？
3、写出应用镜像法求解边值问题的基本思想。
4、已知q l为单位长度上的电荷量，证明同轴线单位长度的静电储能W e等于
5、求半径为a电荷体密度为ρ的均匀带电球体的电场。
练习二
1、写出静电场基本方程的微分形式和积分形式。
2、写出恒定电场的基本方程的微分形式和积分形式。
3、写出静电场两种介质分界面的衔接条件。
4、写出恒定电场两种导磁煤质分界面的衔接条件。
5、半径为R1和R2（R1〈R2）的两个理想的导体球面间充满了介电常数为ε、电导率γ=γ0（1+K/r）的导电媒质（K为常数）。
若内导体球面的电位为U0，外导体球面接地。
试求：（1）媒质中的电荷分布；（2）两个理想导体球面间的电阻。
练习三
1、“如果空间某一点的点位为零，则该点的电场强度也为零”，这种说法正确吗？为什么？
2、写出理想导体表面的边界条件？
3、解释电偶极子。
4、介质在外电场的作用下发生磁化的物理机制是什么？
5、填充有两层介质的同轴电缆，内导体半径为，外导体半径为，介质分界面的半径为。
两层介质的介电常数分别为，电导率分别为。
设内导体的电位为，外导体接地。
求：
（1）两导体之间的电流密度和电场强度分布；
（2）介质分界面上的自由电荷密度；
（3）同轴线单位长度上的电容和漏电阻。
1、什么是矢量磁位A? 什么是磁感应强度B？
2、如何判断某一个矢量场能否表示恒定磁场？
3、求同轴电缆的电容C。
4、求电流为I的无限长传输线产生的磁感应强度。
5、图示极板面积为S、间距为d的平行板空气电容器内，平行地放入一块面积为S、厚度为a、介电常数为的介质板。
设左右两极板上的电荷量分别为与。
若忽略端部的边缘效应，试求
(1) 此电容器内电位移与电场强度的分布；(2) 电容器的电容及储存的静电能量。
练习五
1、恒定电场的折射定律是？
2、已知真空中有恒定电流J(r),则空间任意点磁感应强度B的弦度为？
3、什么是静电比拟法？叙述应用静电比拟法时所满足的条件。
4、如图所示为两相交圆柱的截面，两圆柱的半径相同均为a，圆心距离为c；两圆重叠部分没有电流流过，非相交的两个月牙状面积内通有大小相等方向相反的电流，电流密度为J。
证明重叠区域内的磁场是均匀的。
5、一根长度为L，横截面为S的导线两端电位差为U，导线的电导率为σ。
求电流流过导线时电场能量的损耗。