11年重庆大学电磁场原理考题及题解
重庆大学大学物理历年期末考试试题
8、电流从 a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b点．若ca、
bd都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感应强度
A）方向垂直环形分路所在平面且指向纸内。
B）方向垂直环形分路所在平面且指向纸外。
C）方向在环形分路所在平面，且指向b。
D）方向在环形分路所在平面内，且指向a。
√E）为零。
1
[分析]
I
q (d t)
0S
由此得 C q 0S
UAUB dt
因C 值仅与d、t 有关，与d1、d2无关，故金属片的安放位置对 电容值无影响．
2、一内半径为a、外半径为b的金属球壳，带有电量Q，在球壳 空 腔内距离球心r 处有一点电荷q。设无限远处为电势零点，试求：l）球 壳内、外表面上的电荷。2）球心O点处，由球壳内表面上电荷产生的 电势。 3）球心O点处的总电势。
3、若空间存在两根无限长直载流导线，空间的磁场分布就不具 有简单的对称性，则该磁场分布
A）不能用安培环路定理计算。B）可以直接用安培环路定理求出。 C）只能用毕奥—萨伐尔定律求出。
√D）可以用安培环路定理和磁感应强度的叠加原理求出。
4、两根载流直导线相互正交放置，I1 沿Y 轴的正方向流动，I2 沿Z 轴负方向流动。若载流I1 的导线不能动，载流I2 的导线 可以自由运动， 则载流I2 的导线开始运动的趋势是
A) E 0，U Q/(4 0r)
√B) E 0，U Q/(4 0R)
C) E Q/(4 0r2)，U Q/(4 0r) D) E Q/(4 0r2)，U Q/(4 0R)
Q
Or
R
p
6、一平行板电容器中充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀 电介质。已知介质表面极化电荷面密度为±σ′，则极化电荷在电容
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 =______。
重庆大学电磁场复习资料【包含习题和答案】
期末复习基本概念和理论1. Maxwell 方程组积分形式 微分形式⎰⎰⎰⎰⋅∂∂+⋅+⋅=⋅S DS v S E l H d d d d S S S l t ργ t c ∂∂+=⨯∇D J H（tv ∂∂+=DJ ） S Bl E d d ⋅∂∂-=⋅⎰⎰S l t t ∂∂-=⨯∇B E0d =⋅⎰S B S 0=⋅∇B q S =⋅⎰S D d ρ=⋅∇D明了各基本方程的意义，方程的基本特点。
2. 导出静态场的基本方程微分形式：()0=∂∂tc J H =⨯∇ 0=⨯∇E 0=⨯∇=⨯∇⨯∇c J H0=⋅∇B ρ=⋅∇D 0=⨯∇E积分形式：⎰∑⎰=⋅=⋅I S c l S J l H d d 0d =⋅⎰l E l 0d =⋅⎰l E l 0d =⋅⎰S B S q S =⋅⎰S D d 0d =⋅⎰S J S c3. 正弦电磁场中微分形式Maxwell 方程组的相量表达式D J Hωj c +=⨯∇ B Eωj -=⨯∇0=⋅∇Bρ=⋅∇D 4. 准静态场（1）电准静态场 （2）磁准静态场tc ∂∂+=⨯∇DJ H c J H ≈⨯∇ 0≈⨯∇E t ∂∂-=⨯∇BE0=⋅∇B 0=⋅∇B ρ=⋅∇D ρ=⋅∇D循环图的闭环已被断开。
5. 媒质的影响P E D +=0ε， ()M H B +=0μ， ()E J J =，各向同性、线性媒质E E D εεε==r 0，H H B μμμ==r 0， E J γ=6. 媒质分界面衔接条件k )H (H e =-⨯12n 012=-⨯)E (E e n 012=-⋅)B (B e n σ=-⋅)D (D e 12n应用矢量形式7. 波动特性和能量传输（1）动态位波动方程和动态位解答：ερϕμεϕ-=∂∂-∇222t ， c tJ AA μμε-=∂∂-∇222V d R v R t t V '⎪⎭⎫ ⎝⎛-'=⎰',r )(r,ρπεϕ41 ， ()V Rv R t T c V '⎪⎭⎫ ⎝⎛-'⎰='d 4,r J r,A πμ 动态位解答的波动特点，推迟效应，似稳条件 （2）坡印廷定律和坡印廷矢量：()⎰⎰⎰⎰⋅+--∂∂-=⋅⨯V V e V c S V v V t Wd d d 2E J J S H E ργH E s ⨯= ， ()t TTav d 10⎰⨯=H E s （3）电磁场能量密度在各向同性、线性媒质中2221212121H E m eμεωωω+=⋅+⋅='+'='H B D E 8. 均匀平面电磁波的传播9. 基本问题（1）何谓标量场？何谓矢量场？（2）“ ”算符的微分特性和矢量特性？（3）电场强度是怎样定义的？其物理意义如何？（4）电位的定义式和它的物理意义。
电磁场期末考试题及答案
电磁场期末考试题及答案一、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. 3×10^8 m/sB. 2×10^8 m/sC. 1×10^8 m/sD. 4×10^8 m/s答案：A2. 电场强度的定义式为E=（）。
A. F/qB. F/QC. Q/FD. F/C答案：A3. 磁场强度的定义式为B=（）。
A. F/IB. F/iC. F/qD. F/Q答案：B4. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场会产生（）。
A. 电场B. 磁场C. 电势D. 电势差答案：A5. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是（）。
B. λ = f/cC. λ = c*fD. λ = f^2/c答案：A6. 两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案：B7. 根据洛伦兹力公式，带电粒子在磁场中运动时，受到的力与磁场强度的关系是（）。
A. 正比C. 无关D. 一次方答案：A8. 电容器的电容与两极板之间的距离成（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案：B9. 根据楞次定律，当线圈中的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向是（）。
A. 增加磁通量B. 减少磁通量D. 增加或减少磁通量答案：B10. 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率的关系是（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 电场中某点的电势为V，将单位正电荷从该点移到无穷远处，电场力做的功为________。
2. 两个点电荷q1和q2之间的静电力常数为k，它们之间的距离为r，则它们之间的静电力大小为________。
答案：k*q1*q2/r^23. 磁场中某点的磁感应强度为B，将单位电流元i放置在该点，电流元与磁场方向垂直时，受到的磁力大小为________。
答案：B*i4. 根据麦克斯韦方程组，变化的电场会产生________。
重庆大学电磁场习题答案习题（第4章）
重庆大学电磁场习题答案习题（第4章）第四章习题答案4-4 设磁矢量位的参考点为无穷远处，计算一段长为2m 的直线电流I 在其中垂线上距线电流1m 的磁矢量位值。
解：选圆柱坐标，在z '处取元电流段z e I l I'dz d ＝，元电流段产生的元磁矢量位为z 0e R4z Id A d πμ'=整个线电流产生的磁矢量位：C e R z Id 4A z 2l 2l 0+'=-//πμ 其中 22z R '+=ρ，电流有限分布，参考点选在无穷远处，所以积分常数C 为零。
()()2222ln 44z 2222022220e l l l l I e z z Id A z l l //////++-++=?'+'=-ρρπμρπμ 将 l =2 ，1=ρ 带入上式，得z e I A1212ln π40-+=μ4.5解：由恒定磁场的基本方程，磁感应强度一定要满足0B ?=，因此，此方程可以作为判断一个矢量是否为磁感应强度B 的条件。
4-6 相距为d 的平行无限大平面电流，两个平面分别在2d z -=和2d z =且平行与xO y 平面。
相应的面电流密度分别为x e k 和y e k,求由两个无限大平面分割出来的三个空间区域的磁感应强度。
解：由例题4-7结果，分别求出面电流x e k 和y e k产生的磁场，然后应用叠加原理，x e k产生的磁场为：ρy图4-4-<->-2d z e 2K 2d z e 2K B y 0y 01,,)()(μμ＝ y e k产生的磁场为><-2),(22),(2002d z e K d z e K B x xμμ＝由叠加原理知：>+-<<-+--<-=2),(222,)(22),(2000d z e e K d z d e e K d z e e K B xy x y x yμμμ4-7 参见教材例4.84-8 如题图4-8所示，同轴电缆通以电流I ，求各处的磁感应强度。
(完整版)大学物理电磁场练习题含答案
前面是答案和后面是题目,大家认真对对. 三、稳恒磁场答案1-5 CADBC 6-8 CBC 三、稳恒磁场习题1. 有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 (A) 0.90． (B) 1.00．(C) 1.11． (D) 1.22． ［ ］2.边长为l 的正方形线圈中通有电流I ，此线圈在A 点(见图)产生的磁感强度B 为(A) l I π420μ． (B) l Iπ220μ．(C)l Iπ02μ． (D) 以上均不对． ［ ］3.通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为：(A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ．(C) B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ．［ ］4.无限长载流空心圆柱导体的内外半径分别为a 、b ，电流在导体截面上均匀分布，则空间各处的B ϖ的大小与场点到圆柱中心轴线的距离r 的关系定性地如图所示．正确的图是 ［ ］5.电流I 由长直导线1沿平行bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框，再由b 点沿垂直ac 边方向流出，经长直导线2返回电源(如图)．若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用1B ϖ、2B ϖ和3Bϖ表示，则O 点的磁感强度大小(A) B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0．(B) B = 0，因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0，但021=+B B ϖϖ，B 3 = 0．(C) B ≠ 0，因为虽然B 2 = 0、B 3= 0，但B 1≠ 0．(D) B ≠ 0，因为虽然021≠+B B ϖϖ，但B 3≠ 0． ［ ］6.电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环，再由b 点沿切向从圆环流出，经长导线2返回电源(如图)．已知直导线上电流强度为I ，圆环的半径为R ，且a 、b 与圆心O 三点在同一直线上．设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产生的磁感强度为1B ϖ、2B ϖ及3Bϖ，则O 点的磁感强度的大小(A) B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0．(B) B = 0，因为021=+B B ϖϖ，B 3= 0．(C) B ≠ 0，因为虽然B 1 = B 3 = 0，但B 2≠ 0． (D) B ≠ 0，因为虽然B 1 = B 2 = 0，但B 3≠ 0．(E) B ≠ 0，因为虽然B 2 = B 3 = 0，但B 1≠ 0． ［ ］ v7.电流由长直导线1沿切向经a 点流入一个电阻均匀的圆环，再由b 点沿切向从圆环流出，经长直导线2返回电源(如图)．已知直导线上电流强度为I ，圆环的半径为R ，且a 、b 和圆心O 在同一直线上．设长直载流导线1、2和圆环中的电流分别在O 点产生的磁感强度为1B ϖ、2B ϖ、3Bϖ，则圆心处磁感强度的大小(A) B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0．(B) B = 0，因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0，但021=+B B ϖϖ，B 3 = 0．(C) B ≠ 0，因为B 1≠ 0、B 2≠ 0，B 3≠ 0．(D) B ≠ 0，因为虽然B 3= 0，但021≠+B B ϖϖ． ［ ］8.a R r OO ′I在半径为R 的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r 的长直圆柱体，两柱体轴线平行，其间距为a ，如图．今在此导体上通以电流I ，电流在截面上均匀分布，则空心部分轴线上O ′点的磁感强度的大小为(A) 2202R a a I ⋅πμ (B)22202R r a a I -⋅πμ(C) 22202r R a a I-⋅πμ (D) )(222220a r Ra a I -πμ ［ ］参考解：导体中电流密度)(/22r R I J -π=．设想在导体的挖空部分同时有电流密度为J 和－J 的流向相反的电流．这样，空心部分轴线上的磁感强度可以看成是电流密度为J 的实心圆柱体在挖空部分轴线上的磁感强度1B ϖ和占据挖空部分的电流密度－J 的实心圆柱在轴线上的磁感强度2B ϖ的矢量和．由安培环路定理可以求得02=B , )(222201r R a Ia B -π=μ 所以挖空部分轴线上一点的磁感强度的大小就等于)(22201r R IaB -π=μ 9. πR 2c3分10.221R B π-3分11. 6.67×10-7 T 3分7.20×10-7 A ·m 2 2分12. 减小 2分在2/R x <区域减小；在2/R x >区域增大．(x 为离圆心的距离) 3分13. 0 1分I 0μ- 2分14. 4×10-6 T 2分 5 A 2分15. I0μ 1分 0 2分2I0μ 2分16. 解：①电子绕原子核运动的向心力是库仑力提供的．即∶ 02202041a m a e v =πε，由此得 002a m e επ=v 2分②电子单位时间绕原子核的周数即频率000142a m a e a ενππ=π=v 2分 由于电子的运动所形成的圆电流00214a m a e e i ενππ== 因为电子带负电，电流i 的流向与 v ϖ方向相反 2分 ③i 在圆心处产生的磁感强度002a i B μ=00202018a m a eεμππ= 其方向垂直纸面向外 2分17.1 234 R ROI a β2解：将导线分成1、2、3、4四部份，各部分在O 点产生的磁感强度设为B 1、B 2、B 3、B 4．根据叠加原理O 点的磁感强度为：4321B B B B B ϖϖϖϖϖ+++= ∵ 1B ϖ、4B ϖ均为0，故32B B B ϖϖϖ+= 2分)2(4102R I B μ= 方向⊗ 2分 242)sin (sin 401203R I a I B π=-π=μββμ)2/(0R I π=μ 方向 ⊗ 2分其中 2/R a =， 2/2)4/sin(sin 2=π=β 2/2)4/sin(sin 1-=π-=β∴ R I R I B π+=2800μμ)141(20π+=R I μ 方向 ⊗ 2分 18. 解：电流元1d l I ϖ在O 点产生1d B ϖ的方向为↓(-z 方向) 电流元2d l I ϖ在O 点产生2d B ϖ的方向为⊗(-x 方向) 电流元3d l I ϖ在O 点产生3d B ϖ的方向为⊗ (-x 方向) 3分kR I i R IB ϖϖϖπ-+ππ-=4)1(400μμ 2分 19. 解：设x 为假想平面里面的一边与对称中心轴线距离，⎰⎰⎰++==Rx RRxrl B r l B S B d d d 21Φ， 2分d S = l d r2012R IrB π=μ (导线内) 2分r I B π=202μ (导线外) 2分)(42220x R R Il -π=μΦR R x Il +π+ln20μ 2分 令 d Φ / d x = 0， 得Φ 最大时 Rx )15(21-= 2分20. 解：洛伦兹力的大小 B q f v = 1分对质子：1211/R m B q v v = 1分 对电子： 2222/R m B q v v = 1分∵ 21q q = 1分 ∴ 2121//m m R R = 1分21.解：电子在磁场中作半径为)/(eB m R v =的圆周运动． 2分连接入射和出射点的线段将是圆周的一条弦，如图所示．所以入射和出射点间的距离为：)/(3360sin 2eB m R R l v ==︒= 3分2解：在任一根导线上(例如导线2)取一线元d l ，该线元距O 点为l ．该处的磁感强度为θμsin 20l I B π=2分 方向垂直于纸面向里． 1分电流元I d l 受到的磁力为 B l I F ϖϖϖ⨯=d d 2分其大小θμsin 2d d d 20l lI l IB F π== 2分 方向垂直于导线2，如图所示．该力对O 点的力矩为 1分θμsin 2d d d 20π==lI F l M 2分 任一段单位长度导线所受磁力对O 点的力矩⎰⎰+π==120d sin 2d l l l I M M θμθμsin 220π=I 2分 导线2所受力矩方向垂直图面向上，导线1所受力矩方向与此相反．23. (C) 24. (B)25. 解： ===l NI nI H /200 A/m3分===H H B r μμμ0 1.06 T 2分26. 解： B = Φ /S=2.0×10-2 T 2分===l NI nI H /32 A/m 2分 ==H B /μ 6.25×10-4 T ·m/A 2分=-=1/0μμχm 496 2分9. 一磁场的磁感强度为k c j b i a B ϖϖϖϖ++= (SI)，则通过一半径为R ，开口向z 轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为____________Wb ．10.任意曲面在匀强磁场B ϖ中，取一半径为R 的圆，圆面的法线n ϖ与B ϖ成60°角，如图所示，则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面S 的磁通量==⎰⎰⋅Sm S B ϖϖd Φ_______________________．11. 一质点带有电荷q =8.0×10-10 C ，以速度v =3.0×105 m ·s -1在半径为R =6.00×10-3 m 的圆周上，作匀速圆周运动．该带电质点在轨道中心所产生的磁感强度B =__________________，该带电质点轨道运动的磁矩p m =___________________．(μ0 =4π×10-7 H ·m -1)12. 载有一定电流的圆线圈在周围空间产生的磁场与圆线圈半径R 有关，当圆线圈半径增大时，(1) 圆线圈中心点(即圆心)的磁场__________________________．(2) 圆线圈轴线上各点的磁场________如图，平行的无限长直载流导线A 和B ，电流强度均为I ，垂直纸面向外，两根载流导线之间相距为a ，则(1) AB 中点(P 点)的磁感强度=p B ϖ_____________．(2) 磁感强度B ϖ沿图中环路L 的线积分 =⎰⋅L l B ϖϖd ______________________．14. 一条无限长直导线载有10 A 的电流．在离它 0.5 m 远的地方它产生的磁感强度B 为______________________．一条长直载流导线，在离它 1 cm 处产生的磁感强度是10-4 T ，它所载的电流为__________________________．两根长直导线通有电流I ，图示有三种环路；在每种情况下，⎰⋅lB ϖϖd 等于：____________________________________(对环路a )．____________________________________(对环路b )．____________________________________(对环路c )．设氢原子基态的电子轨道半径为a 0，求由于电子的轨道运动(如图)在原子核处(圆心处)产生的磁感强度的大小和方向．17.一根无限长导线弯成如图形状，设各线段都在同一平面内(纸面内)，其中第二段是半径为R 的四分之一圆弧，其余为直线．导线中通有电流I ，求图中O 点处的磁感强度．18.z y xR 1 321d l I ϖ2d l I ϖ3d l I ϖO如图，1、3为半无限长直载流导线，它们与半圆形载流导线２相连．导线1在xOy平面内，导线2、3在Oyz 平面内．试指出电流元1d l I ϖ、2d l I ϖ、3d l I ϖ在O 点产生的Bϖd 的方向，并写出此载流导线在O 点总磁感强度(包括大小与方向)．19.一根半径为R 的长直导线载有电流I ，作一宽为R 、长为l 的假想平面S ，如图所示。
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)电磁场理论试题
《电磁场理论》考试试卷（A 卷）（时间120分钟）1. 关于有限区域内的矢量场的亥姆霍兹定理，下列说法中正确的是 （A ）任意矢量场可以由其散度和旋度唯一地确定； （B ）任意矢量场可以由其散度和边界条件唯一地确定； （C ） 任意矢量场可以由其旋度和边界条件唯一地确定； （D ） 任意矢量场可以由其散度、旋度和边界条件唯一地确定。
2. 谐变电磁场所满足的麦克斯韦方程组中，能反映“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场” 这一物理思想的两个方程是 （B5关于高斯定理的理解有下面几种说法， 其中正确的是、选择题（每小题2分，共20 分）(A)H 0, E —(B ) H J E, E(C H J,E 0(D )H 0, E -3.—圆极化电磁波从媒质参数为分量不产生反射，入射角应为 3 r 1的介质斜入射到空气中，要使电场的平行极化（B ）(A) 15°(B ) 30°(C ) 45(D) 604.在电磁场与电磁波的理论中分析中，常引入矢量位函数A ，并令B A ，其依据是（C ）(A)B 0 ;(C ) B 0;(B)B J ；(D) B J电磁学》试卷 第 2 页 共 7 页(A) 如果高斯面内无电荷，则高斯面上 E 处处为零； (B) 如果高斯面上 E 处处不为零，则该面内必有电荷； (C) 如果高斯面内有净电荷，则通过该面的电通量必不为零； (D) 如果高斯面上 E 处处为零，则该面内必无电荷。
6．若在某区域已知电位移矢量 ( A)2( B ) 2D xe x( C )ye y ，则该区域的电何体密度为 ( B )2( D )27. 两个载流线圈之间存在互感，对互感没有影响的是( C )(A )线圈的尺寸(B ) 两个线圈的相对位置(C )线圈上的电流 (D )线圈中的介质8 . 以下关于时变电磁场的叙述中，正确的是( B )(A )电场是无旋场 (B )电场和磁场相互激发(C)电场和磁场无关 (D )磁场是有源场9. 两个相互平行的导体平板构成一个电容器， 与电容无关的是10. 用镜像法求解静电场边值问题时， 判断镜像电荷设置是否正确的依据是 ( C )(A) 镜像电荷的位置是否与原电荷对称 (B) 镜像电荷是否与原电荷等值异号(C) 待求区域内的电位函数所满足的方程与边界条件是否保持不变 (D) 同时满足A 和B(A )导体板上的电荷(C )导体板的几何形状 (B) 平板间的介质(D) 两个导体板的相对位1 •电磁波在波导中传播的条件是波导管只能让频率 __________ 一特定值的电磁波通过，该特 定频率称为 _____________ 。
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10、单元偶极子的远区电场相量形式为 E
2Il sin j
4 0 r
e j
r
，因此该电磁波为（
c ）。
(a) 均匀平面波； (b) 均匀球面波； (c) 非均匀球面波
二、（10 分）求曲面 x2 y2 z2 9 和 z x2 y2 3 在点（2，-1，2）处的夹
角。
题解：将这两个曲面分别看做是两个标量场的等值面，对应的两个标量场函数分别为：
一、（10 分）单选题，将你选择的答案序号填入各题括弧内。
1、下面哪一个矢量恒等式是正确的？（ c
(a) F 0 ； ( b ) F 0 ；
） ( c ) f 0 。
2、介质极化的影响是由下面哪种等效极化电荷的分布来描述的？（ c ）
(a) p P，
P
P
e
；
(b ) p M，
(c)在时变磁场中处于静止状态。
5、导电媒质中的时谐均匀平面波，电场和磁场的幅值是（ a ）衰减的。
(a)按指数规律；
(b) 线性；
(c) 不。
6、下面的说法不正确的是（ a ）；
(a) 相速代表信号的能量传播的速度；(b) 在导电媒质中，相速与频率有关；
(c) 相速是指等相面移动的速度。
7.在自由空间传播的电磁波电场有两个分量分别为 Ey Emcos( t x) 和
1 x2 y2 z2 ，2 x2 y2 z
曲面 x2 y2 z2 9 上任意一点处的法线为：
1 =( x 2
y2
z2
)
2xex
2
yey
2zez
----------------------------------------------（2 分）
曲面 x2 y2 z2 9 在点（2，-1，2）处的法线为
H *
1 2
Em H mez
1 2
Z 0 H m2 ez
1 40 2
0.022 0.012
ez
0.01ez （W/m2）
Sav
Re E H
1 2
Em H mex
1 2
Z
0
H
2 m1 2Fra bibliotek400.022
0.012
ex
0.01
w/m2
dS
l
Edl
S
B t
dS
S BdS 0
S DdS q
电磁场基本方程的微分形式为：
H
JC
D t
JV
D t
E
B
t
B 0
D
基本方程组中的第一方程为全电流定律，说明除运动的电荷之外，变化的电场
也产生磁场，
D
为其矢量源密度，时变磁场是有旋场，
H
线可以闭合；第二
t
方程电磁感应定律指出变化的磁场产生电场， B 为其矢量场源密度，时变电
E1
q 4r 2
er
a r b
S2 0E2dS2 0E2 4r 2 Q q
E2
Qq 40r 2
er
c r
内球壳电位
a
Edr
a
b a
E1dr
b
E2dr
b a
q 4r
2
dr
b
Qq 40r 2
dr
q 4
1 a
1 b
Qq 40c
又由于內球体接地，故a 0
曲面 z x2 y2 3 在点（2，-1，2）处的法线为
2
(2,-1,2)
=4ex
2ey
ez
--
---------------------------------------（1 分）
(1) (2 ) 1 2 cos
cos (1) (2 ) 1 2
----------------------------------------------（3 分）
b
Qq 40r 2
dr
Qq 40r
c r
a r b
E2
Qq 40r 2
er
c r
(3) 内、外导体与大地组成了三导体静电独立系统，静电独立系统的能量
| | We
1 2
k qk
1 2
q
1
ra
1 2
Q
2
rc
Qq Q
8 0 c
（3 分）
(4) 系统的等值电容
C
Q2 2We
4 0 cQ Qq
NI 2
（1）
气隙中的磁感应强度大小为：
B
0H
0 NI 2
磁通： BS 0NI dD 2
磁场能量：Wm
1 2
BHV
1 2
0H 2 (2dD )
0
NI 2
2
dD
0 N 2I 2dD 4
（2）
与线圈铰链的磁链： N 0N 2I dD 2
因此线圈自感为： L 0 N 2 dD I 2
（3）在恒电流系统中，广义坐标为 ，应用虚功原理可得可动部件的受力为：
于是：
q
0c
ab Q
b a
ab
(2) 两个介质区间中的电位函数与电场强度
1 r
Edr
r
b r
E1dr
b
E2dr
b q dr a 4r2
Qq dr
b 40r 2
q 1 1 Q q 4 r b 40c
E1
q 4r 2
er
a r b
2r
r
E2dr
Ez Emsin( t x) ，该电磁波为（ b ）。
(a) 左旋波；
(b) 右旋波； (c) 椭圆极化波
8. 在矩形波导中传输电磁波的工作波长应（ b ）截止波长。
(a)大于；
(b)小于；
(c) 等于。
9、单元偶极子的远区场的条件是（ c ）：
(a) r << λ， r << 1； (b) r << λ， r >> 1； (c) r >> λ， r >> 1
H1n B1n B2n 0 H2n 。
又由于 ，所以有 H1n 0 。
应用安培环路定律有：
lH dl l1 H1ndl1 l1 H2ndl2 2H2n NI
H dl l
H1ndl1
H2ndl2 2 H2n NI
l1
l2
有：
H2n
NI 2
所以：故
H
H2
H2n
H dl
l
S JcdS 得：
2 H E 2
H
U 0 2d
e
所以
S
EH
U0 d
ez
2d
U0
e
U
2 0
2d 2
-eρ
进入电容的功率为
S
ds
s
S
a
e 0
2 0
ez
ae
ddz
aU
2 0
2d 2
2ad
a
2U
2 0
d
GU
2 0
S
ds
S
d 0
Fm
Wm g
Wm
0 N 2I 2dD 4 2
方向指向使广义坐标 变小的方向，即为竖直向上。
六、（15 分）正确写出电磁场基本方程的积分和微分形式，并说明各基本方程
的物理意义。并由基本方程组导出磁准静态电磁场基本方程的微分形式。
解答：
电磁场基本方程的积分形式为：
l
Hdl
S
EdS
S
vdS
S
D t
2
aU
2 0
0 2d2
e
edzd
a
2U
2 0
d
GU 2
五、(15 分)对于附图所示厚度为 D（垂直纸面方向）的磁路，试求：
(1) 磁感应强度、磁通和磁场能量； (2) 线圈的自感； (3) 可动部件所受的力。 （提示：忽略边缘效应，气隙磁场可视为均匀场）
I
N
d
题五图
解：由恒定磁场的分界面衔接条件知，磁场由高磁导率媒质进入低磁导率媒质 时，磁力线垂直分界面。因此，分界面处仅有法向磁场且
三、（15 分）半径为 a 的导体球，被内半径为 b（b>a）、外半径为 c(c >b)的
同心导体球壳所包围，两导体间填充介质，其介电系数为 ε（常数），外球壳之 外为空气。设外导体带有电荷 Q，内球接地（假定大地在无限远处）。 试求：
（1）内球上的电荷；
（2）球壳内外的电场强度 E 和电位函数 ；
JC
此时，时变场为磁准静态场，其磁场可按照恒定磁场处理。于是，磁准静态电
磁场基本方程的微分形式为：
H JC
E
B
t
B 0
D
七、（10 分）有一无限长直螺线管，半径为 a ，单位长度上绕有 n 匝线圈，螺管
的铁心磁导率为 。假设线圈中通有电流 i Im sin t ，计算铁心内的电场强
1
(2,-1,2)
=4ex
2ey
4ez
----------------------------------------------（1 分）
曲面 z x2 y2 3 上任意一点处的法线为：
2
=( x 2
y2
z)
2xex
2
yey
ez
----------------------------------------------（2 分）
t
场是有旋场， E 线也可闭合；第三方程磁通连续性原理说明时变磁场是无散
场，这一结论符合迄今为止尚未发现有单独的磁荷存在这一基本事实；第四方