工程电磁场导论复习题.docx

合集下载

《工程电磁场》复习题.doc

4.5.A. D = W Q E磁场能量密度等于（）C.D = aE6.A. E Z)B. B HC.电场能量密度等于（）X. E D B. B H C.7.C.原电荷和感应电荷D.不确定A.正比B.反比10.矢量磁位的旋度是（A）A.磁感应强度B.电位移矢量11.静电场能量We等于（）A. [ E DdVB.丄[E HdVJv 2」"12.恒定磁场能量Wm等于（）C・平方正比D・平方反比c.磁场强度D.电场强度1 f rC. -\ D EdVD.[E HdV2 Ju JvC. -[ E DdV? Jv D.f E HdVJvAJv；（B）V Vw = 0；15.下列表达式成立的是（）A、jv A dS; B> V Vw = 0；(C) V(Vx,4) =0；C、V (Vxw) =o；(D)Vx(Vw) = 0D、Vx(V w) = 0一、单项选择题1.静电场是（）A.无散场B.有旋场C.无旋场D.既是有散场又是有旋场2.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3.磁感应强度与磁场强度之间的一般关系为（）A.H = “BB. H =C. B = pH电位移矢量与电场强度之间的一般关系为（）镜像法中的镜像电荷是（）的等效电荷。

A.感应电荷B.原电荷8.在使用镜像法解静电边值问题时，镜像电荷必须位于（）A.待求场域内B.待求场域外C.边界面上D.任意位置9.两个点电荷之间的作用力大小与两个点电荷之间距离成（）关系。

13.关于在一定区域内的电磁场，下列说法中正确的是（）（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。

14.下列表达式不可能成立的是（）（B ）电介质中极化电荷v 运动 (A) 8Ax dAy dAz dx dy dz(B)匹廿竺—些& dx x dy y dz 2 5A dA dA ——e + ——e H -- e .（C ）'y '20.导电媒质的复介电常数乞为（）。

《工程电磁场导论》练习题及答案

《工程电磁场导论》练习题一、填空题（每空*2*分，共30分）1.根据物质的静电表现，可以把它们分成两大类：导电体和绝缘体。

2.在导电介质中（如导体、电解液等）中，电荷的运动形成的电流成为传导电流。

3.在自由空间（如真空中）电荷运动形成的电流成为运流电流。

4.电磁能量的储存者和传递者都是电磁场，导体仅起着定向导引电磁能流的作用，故通常称为导波系统。

5.天线的种类很多，在通讯、广播、雷达等领域，选用电磁辐射能力较强的细天线。

6.电源是一种把其它形式的能量转换成电能的装置，它能把电源内导电原子或分子的正负电荷分开。

7.实际上直接危及生命的不是电压，而是通过人体的电流，当通过人体的工频电流超过8mA 时，有可能发生危险，超过30mA 时将危及生命。

8.静电场中导体的特点是：在导体表面形成一定面积的电荷分布，是导体内的电场为0，每个导体都成等位体，其表面为等位面。

9.恒定电场中传导电流连续性方程∮S J.dS=0 。

10.电导是流经导电媒质的电流与导电媒质两端电压之比。

11.在理想导体表面外侧的附近介质中，磁力线平行于其表面，电力线则与其表面相垂直。

12.如果是以大地为导线或为消除电气设备的导电部分对地电压的升高而接地，称为工作接地。

13. 电荷的周围，存在的一种特殊形式的物质，称电场。

14.工程上常将电气设备的一部分和大地联接，这就叫接地。

如果是为保护工作人员及电气设备的安全而接地，成为保护接地。

二、回答下列问题1.库伦定律：答：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以表示为：这一规律成为库仑定律。

2.有限差分法的基本思想是什么？答：把场域用网格进行分割，再把拉普拉斯方程用以各网格节点处的电位作为未知数的差分方程式来进行代换，将求拉普拉斯方程解的问题变为求联立差分方程组的解的问题。

3.静电场在导体中有什么特点？答：在导体表面形成一定的面积电荷分布，使导体内的电场为零，每个导体都成为等位体，其表面为等位面。

工程电磁场导论课后答案

工程电磁场导论课后答案【篇一：工程电磁场导论习题课南京理工大学】图示真空中有两个半径分别为r1和r2的同心导体球壳，设内、外导体球壳上分别带有净电荷q1和q2，外球壳的厚度忽略不计，并以无穷远处为电位参考点，试求：(1）导体球壳内、外电场强度e的表达式；(2）内导体球壳(r?r1)的电位?。

2.真空中有一个半径为3cm的无限长圆柱形区域内，有体密度 ??10 mcr?3cm, r?4cm处m均匀分布的电荷。

求：r?2cm,3的电场强度e。

3.内导体半径为2cm和外导体的内半径为4cm的球形电容器，其间充满介电常数??2r的电介质。

设外导体接地，而内导体带电，试求电容器介质内某点电位为内导体电位的一半时，该处的?值。

?afm4.一同轴线内圆柱导体半径为a，外圆柱导体半径为b，其间填充相对介电常数?r?质，当外加电压为u(外导体接地）时，试求：(1)介质中的电通密度（电位移）d和电场强度e的分布； (2)介质中电位?的分布；5. 图示空气中一输电线距地面的高度h?3m，输电线的半径为a?5mm，输电线的的介轴线与地面平行，旦对地的电压为u?3000v，试求地面上感应电荷分布的规律。

(?0?8.85?10?12fm)h6. 已知半径为r的无限长中空半圆柱面，均匀带电，电荷面密度为?0，则在其轴线上产生的电场强度为ey???0??0ey。

一个带有均匀分布的电荷体密度为?0的半圆柱，半径也为r，问它在轴线上产生的电场强度是多少？7. 下图所示空气中一根长直细导线(截面可忽略不计），单位长度所带电荷量为?，平行放置于一块无限大导体平板上方，并与一块半无限大瓷介质(?2?4?0)相邻，且已知长直细导线到导体平板与瓷介质的距离均为d，画出求解空气中电场时，所需镜像电荷的个数、大小和位置(不要求解出电场）。

半无8. 长直圆柱形电容器内外导体的半径分别为r1、r3，其间充满介电常数分别为?1、?2的两种介质,其分界面是半径为r2的圆柱面，若内导体单位长度带电荷量?q，外导体内表面单位长度所带电荷量? q，且外导体接地，如图所示，请写出两种介质区域内电位函数所满足的微分方程和边界条件。

《工程电磁场》复习题.doc

《工程电磁场》复习题.doc4.5.A. D = W Q E磁场能量密度等于（）C.D = aE6.A. E Z)B. B HC.电场能量密度等于（）X. E D B. B H C.7.C.原电荷和感应电荷D.不确定A.正比B.反比10.矢量磁位的旋度是（A）A.磁感应强度B.电位移矢量11.静电场能量We等于（）A. [ E DdVB.丄[E HdVJv 2」"12.恒定磁场能量Wm等于（）C?平方正比D?平方反比c.磁场强度D.电场强度1 f rC. -\ D EdVD.[E HdV2 Ju JvC. -[ E DdVJv D.f E HdVJvAJv；（B）V Vw = 0；15.下列表达式成立的是（）A、jv A dS; B> V Vw = 0；(C) V(Vx,4) = 0；C、V (Vxw) =o；(D)Vx(Vw) = 0D、Vx(V w) = 0一、单项选择题1.静电场是（）A.无散场B.有旋场C.无旋场D.既是有散场又是有旋场2.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3.磁感应强度与磁场强度之间的一般关系为（）A.H = “BB. H =C. B = pH电位移矢量与电场强度之间的一般关系为（）镜像法中的镜像电荷是（）的等效电荷。

工程电磁场复习题.

工程电磁场期末复习题一、简答题1.如何由电位求电场强度？试写出直角坐标系下的表达式。

.2.写出毕奥—沙伐定律的数学表达式，说明它揭示了哪些物理量间的关系。

表明磁感应强度B与电流I及电流元dl所处位置(R，e R)有关。

3.传导电流、位移电流、运流电流是如何定义的?各有什么特点?传导电流是导体中电荷运动形成的电流。

位移电流是变化的电场产生的等效电流。

运流电流是不导电空间内电荷运动形成的电流。

4.一带电导体球外套有一个与它同心的导体球壳，球壳内外均为空气。

如用导线把壳与球连在一起，结果会如何？5.在磁场中，洛仑兹力是否会对运动电荷做功？为什么？6.什么是接地电阻?其大小与哪些因素有关?.接地设备呈现出的总电阻称之。

与土壤电导率和接地体尺寸(等效球半径)成反比。

7.由电磁感应定律，线圈中感应电流的方向应如何判断?.感应电流与其产生的磁通成右手螺旋关系。

该磁通用以后抗线圈中外磁通的变化。

8.电场强度相同时，电介质中的电能体密度为什么比真空中的大?因而，故9.什么是跨步电压？有何意义？跨步电压,就是指电气设备发生接地故障时,在接地电流入地点周围电位分布区行走的人,其两脚之间的电压。

意义是确定电力系统接地体危险区的半径，并根据其表达式采取相应的工程对策减小危险区面积。

10.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？电场强度减小，电场强度与平行板之间的距离成反比11.什么是全电流定律?12.不同磁媒质分界面上，磁矢量位满足A1=A2，为什么？13.在线性媒质中，两个线圈之间的互感系数与哪些因素有关？14.将处于平板电容器之间的介质板抽出，问是什么力在做功?外力做功15.恒定磁场中束缚电流和自由电流有何区别？束缚电流是由电介质束缚电荷产生磁偶极子所构成的电流，一个原子尺寸的现象,自由电流不受磁介质束缚二、分析计算题1.半径为a的均匀带电球壳，电荷面密度为常数，外包一层厚度为d、介电常数为的介质，求介质内外的电场强度。

工程电磁场复习题

工程电磁场复习题一填空题1. 麦克斯韦方程组的微分形式是：、、和。

2. 静电场的基本方程为：、。

3. 恒定电场的基本方程为：、。

4. 恒定磁场的基本方程为：、。

5. 理想导体（媒质2）与空气（媒质1）分界面上，电磁场边界条件为：、、和。

6. 线性且各向同性媒质的本构关系方程是：、、。

7. 电流连续性方程的微分形式为：。

8. 引入电位函数?是根据静电场的特性。

9. 引入矢量磁位A是根据磁场的特性。

10. 在两种不同电介质的分界面上，用电位函数?表示的边界条件为：、。

11. 电场强度E 的单位是，电位移D 的单位是；磁感应强度B的单位是，磁场强度H的单位是。

12. 静场问题中，E 与?的微分关系为：，E与?的积分关系为：。

13. 在自由空间中，点电荷产生的电场强度与其电荷量q 成比，与观察点到电荷所在点的距离平方成比。

14. XOY 平面是两种电介质的分界面，分界面上方电位移矢量为z y x e e e D0001255025εεε++=C/m 2，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_______________。

15. 静电场中电场强度z y x e e e E432++=，则电位?沿122333x y z l e e e =++的方向导数为_______________，点A （1，2，3）和B （2，2，3）之间的电位差AB U =__________________。

16. 两个电容器1C 和2C 各充以电荷1Q 和2Q ，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。

17. 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1Γ、2Γ、3Γ、4Γ和5Γ所围区域Ω内的电场计算。

工程电磁场导论知识梳理复习资料

传导电流运动电流位移电流
2
电荷在导电媒质中的定向运动带电粒子在真空中的定向运动随时间变化的电场产生的假想电流电流 I J dS
S
电流面密度 J 导电媒质中的
体电荷以速度 v 作匀速运动形成的电流。电流密度 J v A m 面电荷在曲面上以速度 v 运动形成的电流。电流线密度 K v
接地电阻由接地器电阻接地器与土壤之间的接触电阻土壤电阻构成深埋球形接地器解法一通过电流场计算电阻解法二比拟法直立管形接地器非深埋的球形接地器浅埋半球形接地器跨步电压人体的安全电压u040v为危险区半径电源蓄电池化学电源第三章恒定磁场电场力磁场力磁感应强度受力电流磁感应强度单位twbm2线电流体电流面电流毕奥沙伐定律适用于无限大均匀媒质有限长直载流导线产生的磁感应强度圆环轴线上p点的磁感应强度无限大导体平面sinsin连续恒定磁场的可作为判断一个矢量场是否为恒定磁场的必要条件
b R q q d d
q'
镜像电荷放在当前求解的场域外，镜像电荷等于负的感应电荷总量不接地金属球附近放置点电荷 q 的电场分布 q'
1 2 q 1 2
q' '
2 2 q 1 2
R R2 q, b d d
2bK 圆半径 a 2 K 1
2 2 2
点电荷群已知电荷求电位
(r )
1 4π 0
r r ' C
i 1 i
N
qi
(r )
1 4π 0
P0 P

V'
dq C r r'
dq dV , dS , dl
线积分 P
与 E 的积分关系电位参考点电力线与等位线（面）电位函数

(完整word版)电磁场理论复习题(含答案)(word文档良心出品)

第1~2章矢量分析宏观电磁现象的基本规律1. 设：直角坐标系中，标量场zx yz xy u ++=的梯度为A，则M （1，1，1）处 A = ，=⨯∇A 0 。

2. 已知矢量场xz e xy e z y e A z y x ˆ4ˆ)(ˆ2+++= ，则在M （1，1，1）处=⋅∇A 9 。

3. 亥姆霍兹定理指出，若唯一地确定一个矢量场（场量为A），则必须同时给定该场矢量的旋度及散度。

4. 写出线性和各项同性介质中场量D 、E 、B 、H、J 所满足的方程（结构方程）：。

5. 电流连续性方程的微分和积分形式分别为和。

6. 设理想导体的表面A 的电场强度为E 、磁场强度为B，则（a ）E 、B皆与A 垂直。

（b ）E 与A 垂直，B与A 平行。

（c ）E 与A 平行，B与A 垂直。

（d ）E 、B 皆与A 平行。

答案：B7. 两种不同的理想介质的交界面上，（A ）1212 , E E H H == （B ）1212 , n n n n E E H H == (C) 1212 , t t t t E E H H == (D) 1212 , t t n n E E H H ==答案：C8. 设自由真空区域电场强度(V/m) )sin(ˆ0βz ωt E eE y -=，其中0E 、ω、β为常数。

则ˆˆˆ222x y z e e e ++A⋅∇A ⨯∇EJ H B E D σ=μ=ε= , ,t q S d J S∂∂-=⋅⎰ tJ ∂ρ∂-=⋅∇空间位移电流密度d J（A/m 2）为：（a ） )cos(ˆ0βz ωt E ey - （b ） )cos(ˆ0βz ωt ωE e y -（c ） )cos(ˆ00βz ωt E ωey -ε （d ） )cos(ˆ0βz ωt βE e y -- 答案：C 9. 已知无限大空间的相对介电常数为4=εr ，电场强度(V/m) 2cos ˆ0dxeE x πρ= ，其中0ρ、d 为常数。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

《工程电磁场导论》
一、填空题（每空*2*分，共30分）
1•根据物质的静电表现，可以把它们分成两大类：导电体和绝缘体。

2•在导电介质中（如导体、电解液等）中，电荷的运动形成的电流成为传昱电________ o
3•在自由空间（如真空中）电荷运动形成的电流成为________________________ 运流电流 ___________ O
4 •电磁能量的储存者和传递者都是_电磁场,导体仅起着定向导引电
磁能流的作用，故通常称为_________ 。

5•天线的种类很多，在通讯、广播、雷达等领域，选用电磁辐射能力较强的细天线
6•电源是一种把____________ 的能量转换成电能的装置，它能把电
源内导电原子或分子的__________ 分开。

7•实际上直接危及生命的不是电压，而是通过人体的电流，当通过人体的工频电
流超过_ 8mA 时,有可能发生危险，超过—30mA 时将危及生
命。

&静电场中导体的特点是：在导体表面形成一定面积的电荷分布，是导体内的电场为0,每个导体都成等位体，其表面为等位面
9 •恒定电场中传导电流连续性方程______ £sLdS=0
1（）•电导是流经导电媒质的电流与导电媒质两端电压之比。

11•在理想导体表面外侧的附近介质中，磁力线平行于其表面,电力线
则与其表面相垂直。

12•如果是以大地为导线或为消除电气设备的导电部分对地电压的升高而接地，
称为_____________ o
13・_____________ ,存在的一种特殊形式的物质，称电场。

14•工程上常将电气设备的一部分和_________ ,这就叫接地。

如果是为保护工作人员及电气设备的安全而接地，成为保护接地
1.库伦定律：
答：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以表示为：
口Q1Q2 e2i
这一规律成为库仑定律。

2•有限差分法的基本思想是什么？
答：把场域用网格进行分割，再把拉普拉斯方程用以各网格节点处的电位作为未知数的差分方程式来进行代换，将求拉普拉斯方程解的问题变为求联立差分方程组的解的问题。

3•静电场在导体中有什么特点？
答：在导体表面形成一定的面积电荷分布，使导体内的电场为零，每个导体都成为等位体，其表面为等位面。

4•什么是击穿场强？
答：当电场增大到某一数值时，使得电介质中的束缚电荷能够脱离它们的分子而自由移动，这时电介质就丧失了它的绝缘能力，称为被击穿。

某种材料能够安全地承受的最大电场强度就称为该材料的击穿场强。

5.什么叫静电屏蔽？
答：在工程上，常常把不可受外界电场影响的带电体或不希望去影响外界的带电体用一个接地的金属壳罩起来，以隔离有害的的静电影响。

例如高压设备周围的屏蔽网等，就是起静电屏蔽作用的。

6 •分离变量法的基本思想是什么？
答：把电位函数4＞用两个或三个仅含一个坐标变量的函数乘积表示，带入偏微分方程后，借助“分离'常数使原来的偏微分方程转化为几个常微分方程, 然后分别求解这些常微分方程，并以给定的边界条件确定其中待定常数和函数，最终得到电位函数解。

所得的解往往具有傅里叶级数形式，因此又称傅里叶法。

7.分离变量法的具体步骤是什么？
•答：（1）按给定场域的形状选择适当的坐标系，使场域的边界面能与坐标面相吻合，并写出静电场边值问题在该坐标系中的表达式。

（2）将偏微分方程通过“分离”变量转化为常微分方程。

解各常微分方程并组成拉普拉斯方程的通解。

通解含有“分离”常数和待定常数。

（4）由边界条件确定“分离”常数和待定常数，得到问题的唯一确定解。

计算题
1・真空中的有电荷以体密度P均匀分布于一半径为a的球中。

试求球内、
外
的电场强度及电位。

解:(1)电场强度：根据公式s D. dS=f v P dV
当时，有4 n r2D=4 n r3 P /3
所以D= ( P r/3 ) e r和E= ( P r/3 e 0 ) e r
当r> a 时，有4 兀r2D=4 n r3 P /3
所以D= (pa 73 r2 ) e r和E= ( P a 3/3 e 0 r2 ) e r (2)电位：因电荷分布在有限区
域，故可选无穷远为电位参考点。

计算任一点P处的电位和电场强度。

解：根据叠加原理，P点的电位为
=q/4 n e 0• (l/r-l/r2)= q/4 兀e 0* (r2- rj/ r2□
p
因r»d ,贝lj r2 r^r2r2- r^dCOS 0,所以有
4)P= q dCOS 0 /4 n £ o r2e r
P 点的电场强度为：E=P/4n e0 r3 *(2C0S 0 e r + sinOe。

)
3•如图所示为两根不同半径，相互平行，轴线距离为d,单位长度分别为+匸和•匸的长直圆柱体。

试决定电轴位置。

解：列关系式
再二h： - a：
< b2 = h； _ a?
、d 二hi - h2
h _ /+ a： _a? h d^_a^+aj_
「2d 2d
4•今有一球形薄膜带电表面，半径为a其上带电荷q。

求薄膜单位面积上所受
的膨胀力。

解：孤立导体球的电容04兀e o a 采用球坐标，原点置于球心，选广义坐标g为a ,贝I」
/r=q2/2C2*3C/9a= q2/2C*4n e
=q2/8 n e o a $
人的方向与a增大的方向相同，为膨胀力。

单位面积上的力
fr = q2/2 e 0(4n a 2)2 = a 2/2 e 0 = l/2・ o E =l/2e DE 5•已知图2中线圈匝数N=300,铁心的横截面积S=3X10 3 m 2,平均长度1=1铁
磁质的—=2600,欲在铁心中激发3X10 3Wb的磁通，线圈应通过多大的电流?
中
I
解：磁路总磁阻R M=1/ u • l/S=l/2600X (4 n xlO-7) • 1/3X10_3=105 1/H 磁路的磁动势£n=a>r M=(3xl0_3)xl05=300
故线圈应通过的电流I二九/N二300/300=1A。