电磁场理论习题

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大学电磁场考试题及答案

大学电磁场考试题及答案

大学电磁场考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是:A. 300,000 km/sB. 299,792,458 m/sC. 1,000,000 km/sD. 299,792,458 km/s答案:B2. 麦克斯韦方程组中描述电磁场与电荷和电流关系的方程是:A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 麦克斯韦-安培定律D. 所有上述方程答案:D3. 以下哪项不是电磁场的基本概念?A. 电场B. 磁场C. 引力场D. 电磁波答案:C4. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中的运动受到的力与以下哪个因素无关?A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 磁场的强度D. 粒子的质量答案:D5. 电磁波的波长和频率的关系是:A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率的乘积是常数答案:B6. 以下哪项是电磁波的主要特性?A. 需要介质传播B. 具有粒子性C. 具有波动性D. 以上都是答案:C7. 电磁波在介质中的传播速度比在真空中:A. 快B. 慢C. 相同D. 无法确定答案:B8. 根据电磁波的偏振特性,以下说法正确的是:A. 只有横波可以偏振B. 纵波也可以偏振C. 所有波都可以偏振D. 只有电磁波可以偏振答案:A9. 电磁波的反射和折射遵循的定律是:A. 斯涅尔定律B. 牛顿定律C. 欧姆定律D. 法拉第电磁感应定律答案:A10. 电磁波的干涉现象说明了:A. 电磁波具有粒子性B. 电磁波具有波动性C. 电磁波具有量子性D. 电磁波具有热效应答案:B二、填空题(每空1分,共10分)1. 电磁波的传播不需要________,可以在真空中传播。

答案:介质2. 麦克斯韦方程组由四个基本方程组成,分别是高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和________。

答案:麦克斯韦-安培定律3. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中受到的力的大小与粒子的电荷量、速度以及磁场强度的乘积成正比,并且与粒子速度和磁场方向的________垂直。

(完整版)电磁场理论习题及答案7.

(完整版)电磁场理论习题及答案7.

习题:1. 在3z m =的平面内,长度0.5l m =的导线沿x 轴方向排列。

当该导线以速度24x y m v e e s=+在磁感应强度22363x y z B e x z e e xz T =+-的磁场中移动时,求感应电动势.解:给定的磁场为恒定磁场,故导线中的感应电动势只能是导线在恒定磁场中移动时由洛仑兹力产生的。

有 ()in v B dl ε=⨯⋅⎰ 根据已知条件,得2233()|(24)(363)|z x y x y z z v B e e e x z e e xz ==⨯=+⨯+- 210854(1236)x y z e x e x e x =-++- x dl e dx = 故感应电动势为0.520[10854(1236)]13.5in x y z x e x e x e x e dx V ε=-++-⋅=-⎰2。

长度为l 的细导体棒位于xy 平面内,其一端固定在坐标原点。

当其在恒定磁场0z B e B =中以角速度ω旋转时,求导体棒中的感应电动势。

解:导体中的感应电动势是由洛仑兹力产生的,即 ()in v b dl ε=⨯⋅⎰根据已知条件,导体棒上任意半径r 处的速度为 v e r ωΦ= r dl e dr = 故感应电动势为200001()()2llLin z r v b dl e r e B e dr B rdr B l V εωωωΦ=⨯⋅=⨯⋅==⎰⎰⎰3.试推出在线性、无耗、各向同性的非均匀媒质中的麦克斯韦方程。

解:考察麦克斯韦方程中的参量,利用它们与电场强度E 和磁感应强度B 的关系,将,,H B D E J E μεσ===代入即可,注意在非均匀媒质中,,μεσ是空间坐标的函数.考察麦克斯韦第一方程,有 11()BH B B μμμ∇⨯=∇⨯=∇⨯+∇⨯211B B μμμ=-∇⨯+∇⨯D E J J t tε∂∂=+=+∂∂ 所以E BB J t μμμεμ∂∇⨯∇⨯=++∂ 而 ()D E E E εεερ∇⋅=∇⋅=⋅∇+∇⋅=,于是,微分形式的麦克斯韦方程用E 和B 表示为E BB J t μμμεμ∂∇⨯∇⨯=++∂ B E t∂∇⨯=-∂ 0B ∇⋅= E E εερ∇⋅+∇⋅= 对于无耗媒质,0σ=,因此有0J =。

电磁场理论习题

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电磁场理论习题一1、求函数ϕ=xy+z-xyz 在点(1,1,2)处沿方向角πα=3,4πβ=,3πγ=的方向的方向导数.解:由于 M ϕ∂∂x =y -M yz = -1M y ϕ∂∂=2x y -(1,1,2)xz =0 Mzϕ∂∂=2z(1,1,2)xy -=31cos 2α=,cos 2β=,1cos 2γ=所以1cos cos cos =∂∂+∂∂+∂∂=∂∂γϕβϕαϕϕz y x lM2、 求函数ϕ=xyz 在点(5, 1, 2)处沿着点(5, 1, 2)到点(9, 4, 19)的方向的方向导数。

解:指定方向l 的方向矢量为l =(9-5) e x +(4-1)e y +(19-2)e z =4e x +3e y +17e z其单位矢量zy x z y x e e e e e e l 314731433144cos cos cos ++=++=γβα5,10,2)2,1,5(==∂∂==∂∂==∂∂MMMMMxyzxzyyzxϕϕϕ所求方向导数314123cos cos cos =•∇=∂∂+∂∂+∂∂=∂∂ l z y x lMϕγϕβϕαϕϕ3、 已知ϕ=x 2+2y 2+3z 2+xy+3x-2y-6z ,求在点(0,0,0)和点(1,1,1)处的梯度。

解:由于ϕ∇=(2x+y+3) e x +(4y+x-2)e y +(6z-6)e z所以,(0,0,0)ϕ∇=3e x -2e y -6e z(1,1,1)ϕ∇=6e x +3e y4、运用散度定理计算下列积分:2232[()(2)]x y z sxz e x y z e xy y z e ds+-++⎰⎰I=S 是z=0 和 z=(a 2-x 2-y 2)1/2所围成的半球区域的外表面。

解:设:A=xz 2e x +(x 2y-z 3)e y +(2xy+y 2z)e z 则由散度定理Ω∇⎰⎰⎰⎰⎰sA ds=Adv可得2I r dvΩΩΩ=∇==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰222Adv (z +x +y )dv2244220sin sin aar drd d d d r dr ππππθθϕϕθθ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰525a π=5、试求▽·A 和▽×A:(1) A=xy 2z 3e x +x 3ze y +x 2y 2e z(2)22(,,)cos sin z A z e e ρρφρφρφ=+ (3 ) 211(,,)sin sin cos r A r r e e e r r θφθφθθθ=++解:(1)▽·A=y 2z 3+0+0= y 2z 3▽×A=23232(2)(23)x yx y x e xy xy z e ∂∂∂=---∂∂∂x y z23322e e e x y z xy z x z x y(2) ▽·A=()[()]z A A A z φρρρρρφ∂∂∂++∂∂∂1 =33[(cos )(sin )]ρφρφρρφ∂∂+∂∂1=3cos ρφ▽×A=ρφρφρρρφρ∂∂∂∂∂∂z ze e e 1z A A A =221cos 0ρφρρρφρφρφ∂∂∂∂∂∂z e e e z sin=cos 2sin sin ze e e ρφρφρφρφ-+(3) ▽·A=22(sin )()1[sin ]sin r A A r A r r r r φθθθθθφ∂∂∂++∂∂∂ =2322sin cos ()()1(sin )[sin ]sin r r r r r r r θθθθθθφ∂∂∂++∂∂∂ =222212[3sin 2sin cos ]3sin cos sin r r r θθθθθθ+=+▽×A=21sin rr r r rr θφθφθθθφθ∂∂∂∂∂∂e e rsin e A A rsin A =21sin 1sin sin cos rr r r r θφθθθφθθθθ∂∂∂∂∂∂e e rsin e rsin=33cos 2cos cos sin r e e e r r θφθθθθ+-习题二1、总量为q 的电荷均匀分布于球体中,分别求球内,外的电场强度。

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。

电磁场理论习题

电磁场理论习题

《电磁场理论》题库《电磁场理论》综合练习题1一、 填空题(每小题1分,共10分)1.在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的导磁率为μ,则磁感应强度B 和磁场H满足的方程为:。

2.设线性各向同性的均匀媒质中,02=∇φ称为方程。

3.时变电磁场中,数学表达式H E S⨯=称为。

4.在理想导体的表面,的切向分量等于零。

5.矢量场)(r A 穿过闭合曲面S 的通量的表达式为:。

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.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。

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(每题5分,共20分)11.已知麦克斯韦第二方程为t B E ∂∂-=⨯∇ ,试说明其物理意义,并写出方程的积分形式。

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。

14.写出位移电流的表达式,它的提出有何意义? 三、计算题(每题10分,共30分) 15.按要求完成下列题目(1)判断矢量函数y x e xz ey B ˆˆ2+-=是否是某区域的磁通量密度?(2)如果是,求相应的电流分布。

16.矢量z y x e e e A ˆ3ˆˆ2-+= ,z y x e e e B ˆˆ3ˆ5--=,求(1)B A + (2)B A ⋅17.在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为 (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。

大学电磁场考试题及答案

大学电磁场考试题及答案

大学电磁场考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁场中,电场与磁场的相互作用遵循以下哪个定律?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定律D. 洛伦兹力定律答案:D2. 在真空中,电磁波的传播速度是多少?A. 100,000 km/sB. 300,000 km/sC. 1,000,000 km/sD. 3,000,000 km/s答案:B3. 一个点电荷产生的电场强度与距离的平方成什么关系?A. 正比B. 反比C. 对数关系D. 线性关系答案:B4. 以下哪种介质不能支持电磁波的传播?A. 真空B. 空气C. 玻璃D. 金属答案:D5. 麦克斯韦方程组中描述变化电场产生磁场的方程是?A. 高斯定律B. 高斯磁定律C. 法拉第电磁感应定律D. 安培环路定律答案:C6. 一个均匀带电球壳内部的电场强度是多少?A. 零B. 与球壳内的电荷分布有关C. 与球壳外的电荷分布有关D. 与球壳的总电荷量成正比答案:A7. 电磁波的频率和波长之间有什么关系?A. 频率与波长成正比B. 频率与波长成反比C. 频率与波长无关D. 频率越大,波长越小答案:B8. 根据洛伦兹力公式,一个带电粒子在磁场中运动时,其受到的力的方向与什么因素有关?A. 粒子的速度B. 磁场的方向C. 粒子的电荷D. 所有上述因素答案:D9. 电磁波的偏振现象说明电磁波是横波,这是因为?A. 电磁波的振动方向与传播方向垂直B. 电磁波的振动方向与传播方向平行C. 电磁波的传播不需要介质D. 电磁波在真空中传播速度最快答案:A10. 一个闭合电路中的感应电动势遵循以下哪个定律?A. 欧姆定律B. 基尔霍夫电压定律C. 法拉第电磁感应定律D. 安培环路定律答案:C二、填空题(每题2分,共20分)11. 电磁波的传播不需要______,因此它可以在真空中传播。

答案:介质12. 根据麦克斯韦方程组,电荷守恒定律可以表示为:∇⋅ E =______。

电磁场理论基础试题集

电磁场理论基础试题集

电磁场理论基础习题集(说明:加重的符号和上标有箭头的符号都表示矢量)一、填空题1.矢量场的散度定理为(1),斯托克斯定理为(2)。

【知识点】:1.2 【难易度】:C 【参考分】:3【答案】:(1)()∫∫⋅=⋅∇SS d A d A v v v ττ (2)()S d A l d A SCvv v v ⋅×∇=⋅∫∫2.矢量场A v满足(1)时,可用一个标量场的梯度表示。

【知识点】:1.4 【难易度】:C 【参考分】:1.5【答案】:(1) 0=×∇A v 3.真空中静电场的基本方程的积分形式为(1),(2),微分形式为(3),(4)。

【知识点】:3.2 【难易度】:B【参考分】:6【答案】:(1) 0=⋅∫c l d E v v (2) ∑∫=⋅q S d D Sv v 0(3) 0=×∇E v (4)()r D vv ρ=⋅∇04.电位移矢量D v 、极化强度P v 和电场强度E v满足关系(1)。

【知识点】:3.6 【难易度】:B【参考分】:1.5【答案】:(1) P E P D D vv v v v +=+=00ε 5.有面电流s 的不同介质分界面上,恒定磁场的边界条件为(1),(2)。

【知识点】:3.8 【难易度】:B【参考分】:3【答案】:(1) ()021=−⋅B B n v v v (2) ()s J H H n v v vv =−×21 6.焦耳定律的微分形式为(1)。

【知识点】:3.8 【难易度】:B 【参考分】:1.5【答案】:(1) 2E E J p γ=⋅=v v 7.磁场能量密度=m w (1),区域V中的总磁场能量为=m W (2)。

【知识点】:5.9 【难易度】:B 【参考分】:3【答案】:(1) 221H μ (2) ∫Vd H τμ2218.理想导体中,时变电磁场的=(1),=(2) 。

【知识点】:6.1 【难易度】:A 【参考分】:3【答案】:(1)0 (2)0 9.理想介质中,电磁波的传播速度由(1)决定,速度=v (2)。

电磁场理论习题及答案

电磁场理论习题及答案

电磁场理论习题及答案电磁场理论是电磁学的基础,它描述了电荷和电流产生的电磁场在空间中的分布和演化规律。

在学习电磁场理论时,习题是巩固和深化理解的重要方式。

本文将介绍一些电磁场理论的习题及其答案,帮助读者更好地掌握这一理论。

一、电场和电势1. 问题:一个均匀带电球体,半径为R,总电荷为Q。

求球心处的电场强度。

答案:根据库仑定律,电场强度E与电荷Q和距离r的关系为E = kQ/r^2,其中k为库仑常数。

对于球体内部的点,距离球心的距离r小于半径R,所以电场强度为E = kQ/r^2。

对于球体外部的点,距离球心的距离r大于半径R,所以电场强度为E = kQ/R^3 * r。

2. 问题:一个无限长的均匀带电线,线密度为λ。

求距离线上一点距离为r处的电势。

答案:根据电势公式V = kλ/r,其中k为库仑常数。

所以距离线上一点距离为r处的电势为V = kλ/r。

二、磁场和磁感应强度1. 问题:一根无限长的直导线,电流为I。

求距离导线距离为r处的磁感应强度。

答案:根据安培环路定理,磁感应强度B与电流I和距离r的关系为B =μ0I/2πr,其中μ0为真空中的磁导率。

所以距离导线距离为r处的磁感应强度为B = μ0I/2πr。

2. 问题:一根长为L的直导线,电流为I。

求距离导线距离为r处的磁场强度。

答案:根据比奥萨伐尔定律,磁场强度H与电流I和距离r的关系为H = I/2πr。

所以距离导线距离为r处的磁场强度为H = I/2πr。

三、电磁场的相互作用1. 问题:一个半径为R的导体球,带电量为Q。

求导体球表面的电荷密度。

答案:导体球表面的电荷密度σ等于导体球上的电荷总量Q除以导体球表面的面积A。

导体球表面的面积A等于球的表面积4πR^2。

所以导体球表面的电荷密度为σ = Q/4πR^2。

2. 问题:一个平行板电容器,两个平行金属板之间的距离为d,电介质的介电常数为ε。

一块电介质板插入到电容器中间,使得电容器的电容增加了n倍。

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《电磁场理论》题库《电磁场理论》综合练习题1一、填空题(每小题 1 分,共 10 分) 1.在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的导磁率为μ,则磁感应强度B 和磁场H满足的方程为: 。

2.设线性各向同性的均匀媒质中,02=∇φ称为 方程。

3.时变电磁场中,数学表达式H E S⨯=称为 。

4.在理想导体的表面, 的切向分量等于零。

5.矢量场)(r A 穿过闭合曲面S 的通量的表达式为: 。

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.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 。

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 (每题 5分,共 20 分)11.已知麦克斯韦第二方程为t B E ∂∂-=⨯∇ ,试说明其物理意义,并写出方程的积分形式。

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。

14.写出位移电流的表达式,它的提出有何意义?三、计算题 (每题10 分,共30分)15.按要求完成下列题目(1)判断矢量函数y x e xz ey B ˆˆ2+-=是否是某区域的磁通量密度? (2)如果是,求相应的电流分布。

16.矢量z y x e e e A ˆ3ˆˆ2-+= ,z y x e e e B ˆˆ3ˆ5--=,求(1)B A +(2)B A ⋅17.在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为()jkz y x e E e E eE --=004ˆ3ˆ(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。

得分20.如图2所示的导体槽,底部保持电位为0U,其余两面电位为零,(1) 写出电位满足的方程;(2) 求槽内的电位分布五、综合 (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3所示,该电磁波电场只有x 分量即 z j x e E e E β-=0ˆ(1) 求出入射波磁场表达式;(2) 画出区域1中反射波电、磁场的方向。

图1无穷远图2区域1 区域2图3《电磁场理论》综合练习题2三、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()Sd 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。

四、简述题 (每题 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 (每题10 分,共30分)15.矢量函数z x e yz e yx A ˆˆ2+-= ,试求(1)A⋅∇(2)A⨯∇16.矢量z x e e A ˆ2ˆ2-=,y x e e B ˆˆ-= ,求 (1)B A -(2)求出两矢量的夹角17.方程222),,(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 er qE ˆ420πε=(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) 直角劈内任意一点),,(z y x 处的电位表达式分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 (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-=0ˆ(3) 求出反射波电场的表达式; (4) 求出区域1 媒质的波阻抗。

《电磁场理论》综合练习题3五、填空题(每小题 1 分,共 10 分)区域1 区域2图2 图11.静电场中,在给定的边界条件下,拉普拉斯方程或 方程的解是唯一的,这一定理称为唯一性定理。

2.在自由空间中电磁波的传播速度为 m/s 。

3.磁感应强度沿任一曲面S 的积分称为穿过曲面S 的 。

4.麦克斯韦方程是经典 理论的核心。

5.在无源区域中,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生 ,使电磁场以波的形式传播出去,即电磁波。

6.在导电媒质中,电磁波的传播速度随频率变化的现象称为 。

7.电磁场在两种不同媒质分界面上满足的方程称为 。

8.两个相互靠近、又相互绝缘的任意形状的 可以构成电容器。

9.电介质中的束缚电荷在外加电场作用下,完全脱离分子的内部束缚力时,我们把这种现象称为 。

10.所谓分离变量法,就是将一个 函数表示成几个单变量函数乘积的方法。

六、简述题 (每题 5分,共 20 分)11.已知麦克斯韦第一方程为t D J H ∂∂+=⨯∇,试说明其物理意义,并写出方程的积分形式。

12.试简述什么是均匀平面波。

13.试简述静电场的性质,并写出静电场的两个基本方程。

14.试写出泊松方程的表达式,并说明其意义。

三、计算题 (每题10 分,共30分)15.用球坐标表示的场225ˆr eE r = ,求 (1) 在直角坐标中点(-3,4,5)处的E;(2) 在直角坐标中点(-3,4,5)处的x E 分量 16.矢量函数z y x e x e y ex A ˆˆˆ2++-=,试求(1)A⋅∇(2)若在xy 平面上有一边长为2的正方形,且正方形的中心在坐标原点,试求该矢量A穿过此正方形的通量。

17.已知某二维标量场22),(y x y x u +=,求(1)标量函数的梯度;(2)求出通过点()0,1处梯度的大小。

四、应用题 (每题 10分,共30分)18.在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为 jkz x e E e E -=03ˆ(3) 试写出其时间表达式;(4) 判断其属于什么极化。

19.两点电荷C 41-=q ,位于x 轴上4=x 处,C 42=q 位于轴上4=y 处,求空间点()4,0,0处的(1) 电位;(2) 求出该点处的电场强度矢量。

20.如图1所示的二维区域,上部保持电位为0U ,其余三面电位为零,(1) 写出电位满足的方程和电位函数的边界条件 (2) 求槽内的电位分布五、综合 (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,该电磁波为沿x 方向的线极化,设电场强度幅度为0E,传播常数为β。

(5) 试写出均匀平面电磁波入射波电场的表达式; (6) 求出反射系数。

《电磁场理论》综合练习题4七、填空题(每小题 1 分,共 10 分)1.矢量z y x e e e A ˆˆˆ++=的大小为 。

2.由相对于观察者静止的,且其电量不随时间变化的电荷所产生的电场称为 。

3.若电磁波的电场强度矢量的方向随时间变化所描绘的轨迹是直线,则波称为 。

4.从矢量场的整体而言,无散场的 不能处处为零。

5.在无源区域中,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,使电磁场以 的形式传播出去,即电磁波。

6.随时间变化的电磁场称为 场。

7.从场角度来讲,电流是电流密度矢量场的 。

8.一个微小电流环,设其半径为a 、电流为I ,则磁偶极矩矢量的大小为 。

9.电介质中的束缚电荷在外加 作用下,完全脱离分子的内部束缚力时,我们把这种现象称为击穿。

10.法拉第电磁感应定律的微分形式为 。

八、简述题 (每题 5分,共 20 分)区域1 区域2图2 图1ba11.简述恒定磁场的性质,并写出其两个基本方程。

12.试写出在理想导体表面电位所满足的边界条件。

13.试简述静电平衡状态下带电导体的性质。

14.什么是色散?色散将对信号产生什么影响?三、计算题 (每题10 分,共30分)15.标量场()ze y x z y x +=32,,ψ,在点()0,1,1-P 处 (1)求出其梯度的大小 (2)求梯度的方向16.矢量y x e e A ˆ2ˆ+= ,z x e e B ˆ3ˆ-=,求 (1)B A ⨯(2)B A +17.矢量场A的表达式为2ˆ4ˆy e x eA y x -=(1)求矢量场A的散度。

(2)在点()1,1处计算矢量场A的大小。

四、应用题 (每题 10分,共30分)18.一个点电荷q +位于()0,0,a -处,另一个点电荷q 2-位于()0,0,a 处,其中0>a 。

(1) 求出空间任一点()z y x ,,处电位的表达式; (2) 求出电场强度为零的点。

19.真空中均匀带电球体,其电荷密度为ρ,半径为a ,试求 (1) 球内任一点的电位移矢量 (2) 球外任一点的电场强度20. 无限长直线电流I 垂直于磁导率分别为21μμ和的两种磁介质的交界面,如图1所示。

试(1) 写出两磁介质的交界面上磁感应强度满足的方程 (2) 求两种媒质中的磁感应强度21B B 和。

五、综合 (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,入图 2图11B 2B1μ2μ射波电场的表达式为z j y e E eE β-=0ˆ(1)试画出入射波磁场的方向 (2)求出反射波电场表达式。

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