电磁场与电磁波英文参考书.

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电磁场与电磁波英文参考书

(以出版年代为序)

电磁场与电磁波试题

?电磁场?试卷1 一、单项选择题 1. 静电场是( ) A. 无散场 B. 旋涡场 C.无旋场 D. 既是有散场又是旋涡场 2. 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( ) A. B. 1/ C. 1 D. 0 3. 磁场的标量位函数的单位是( ) A. V/m B. A C. A/m D. Wb 4. 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 5. 磁介质在外部磁场作用下,磁化介质出现( ) A. 自由电流 B. 磁化电流 C. 传导电流 D. 磁偶极子 6. 磁感应强度与磁场强度的一般关系为( ) A.H B μ= B.0H B μ= C.B H μ= D.0B H μ= 7. 极化强度与电场强度成正比的电介质称为( )介质。 A.各向同性 B. 均匀 C.线性 D.可极化 8. 均匀导电媒质的电导率不随( )变化。 A.电流密度 B.空间位置 C.时间 D.温度 9. 磁场能量密度等于( ) A. E D B. B H C. 21E D D. 2 1B H 10. 镜像法中的镜像电荷是( )的等效电荷。 A.感应电荷 B.原电荷 C. 原电荷和感应电荷 D. 不确定 二、填空题(每空2分,共20分) 1. 电场强度可表示为_______的负梯度。 2. 体分布电荷在场点r 处产生的电位为_______。 3. 一个回路的自感为回路的_______与回路电流之比。 4. 空气中的电场强度5sin(2)x E e t z πβ=-V/m ,则位移电流密度d J = 。 5. 安培环路定律的微分形式是 ,它说明磁场的旋涡源是 。 6. 麦克斯韦方程组的微分形式是 , , , 。 三、简答题(本大题共2小题,每小题5分,共10分) 1.写出电荷守恒定律的数学表达式,说明它揭示的物理意义。 2.写出坡印廷定理的微分形式,说明它揭示的物理意义。 四、计算题(本大题) 1.假设在半径为a 的球体内均匀分布着密度为0ρ的电荷,试求任意点的电场强度。 2.一个同心球电容器的内、外半径为a 、b ,其间媒质的电导率为σ,求该电容器的漏电电导。 3.已知空气媒质的无源区域中,电场强度100cos()z x E e e t z αωβ-=-,其中βα,为常数,求磁场强度。 0ε0ε

电磁场与电磁波(杨儒贵_第一版)课后思考题答案

电磁场与波课后思考题 2-1 电场强度的定义是什么如何用电场线描述电场强度的大小及方向 电场对某点单位正电荷的作用力称为该点的电场强度,以E 表示。 用曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向,这种曲线称为电场线。 电场线的疏密程度可以显示电场强度的大小。 2-2给出电位与电场强度的关系式,说明电位的物理意义。 静电场中某点的电位,其物理意义是单位正电荷在电场力的作用下,自该点沿任一条路径移至无限远处过程中电场力作的功。 ! 2-3什么是等位面 电位相等的曲面称为等位面。 2-5给出电流和电流密度的定义。 电流是电荷的有规则运动形成的。单位时间内穿过某一截面的电荷量称为电流。 分为传导电流和运流电流两种。 传导电流是导体中的自由电子(或空穴)或者是电解液中的离子运动形成的电流。 运流电流是电子、离子或其它带电粒子在真空或气体中运动形成的电流。 电流密度:是一个矢量,以J 表示。电流密度的方向为正电荷的运动方向,其大小为单 位时间内垂直穿过单位面积的电荷量。 2-10运动电荷,电流元以及小电流环在恒定磁场中受到的影响有何不同 & 运动电荷受到的磁场力始终与电荷的运动方向垂直,磁场力只能改变其运动方向,磁场 与运动电荷之间没有能量交换。 当电流元的电流方向与磁感应强度B 平行时,受力为零;当电流元的方向与B 垂直时, 受力最大,电流元在磁场中的受力方向始终垂直于电流的流动方向。 当电流环的磁矩方向与磁感应强度B 的方向平行时,受到的力矩为零;当两者垂直时, 受到的力矩最大 2-11什么是安培环路定理试述磁通连续性原理。 为真空磁导率,70 10π4-?=μ (H/m),I 为闭合曲线包围的电流。 安培环路定理表明:真空中恒定磁场的磁通密度沿任意闭合曲面的环量等于曲线包围的 电流与真空磁导率的乘积。 真空中恒定磁场通过任意闭合面的磁通为0。 ^ 磁场线是处处闭合的,没有起点与终点,这种特性称为磁通连续性原理。 2-12什么是感应电动势和感应磁通 ? -?=E S J I d d ?=t q I d d = B v q ?=F B l I F ?=d ISB B Il IlBl Fl T ====2)(B S I T ?=S I =m B T ?=m I l B l ? =? 0 d μ ? =?S S B 0d t l E l d d d Φ -=??

电磁场与电磁波(双语)样卷

Beijing Jiaotong University T erminal Examination (Paper A) (the second term, 2011-2012 academic year) Course Name: electromagnetic fields and waves Teacher: Wei Y an Class__________________Student ID____________Name___________ -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Formula of operations on scalar and vector fields in cylindrical coordinates and spherical coordinates 111sin z r f f f f f f f z r r r ρφθφ ρρφθθφ ???????= + + = + + ??????a a a a a a 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1111 1 ()()(sin )sin sin f f f f f f f r z r r r r r ρθρρ ρ ρ φ θθ θθφ ? ?????? ???= + + =+ + ?????????22 () (sin ) ()11111 sin sin z r A A A A A r A z r r r r ρφ φ θρθρρ ρφ θ θ θφ ????????= + + = + + ??????A 2 sin 11 sin sin z r z r r r z r r B B B B rB r B ρ φθφ ρ φ θ φ θρρφ θθφρθ????????= = ??????a a a a a a B -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- There are 4 choices marked A, B, C, and D in every question and only one choice is correct. Please write the symbol of the choice which one you think is right in the blank in each question. In the same time, you must write down the process to obtain the solution . (5×20=100 marks)

电磁场与电磁波名词解释

学习必备欢迎下载 电磁场与电磁波名词解释: 1.亥姆赫兹定理(P26):在有限区域内,矢量场由它的散度、旋度及边界条件唯一地确定,这就是亥姆赫兹定理的核心内容。 2.洛伦兹力(P40):当一个电荷既受到电场力同时又受到磁场力的作用时,我们称这样的合力为洛伦兹力。 3.传导电流(P48):自由电荷在导电媒质中作有规则运动而形成。 4.运流电流(P49):电荷在无阻力空间作有规则运动而形成。 5.位移电流(P49):电介质内部的分子束缚电荷作微观位移而形成。 6.电介质(P65):电介质实际上就是绝缘材料,其中不存在自由电荷,带电粒子是以束缚电荷形式存在的。 7.电介质的极化(P64):当把一块电介质放入电场中时,它会受到电场的作用,其分子或原子内的正、负电荷将在电场力的作用下产生微小的弹性位移或偏转,形成一个个小电偶极子,这种现象称为电介质的极化。 8.电介质的磁化(P64):当把一块介质放入磁场中时,它也会受到磁场的作用,其中也会产生一个个小的磁偶极子,这种现象称为介质的磁化。 9.对偶原理(P105):如果描述两种物理现象的方程具有相同的数学形式,并且有相似的边界条件或对应的边界条件,那么它们的数学解的形式也将是相同的,这就是对偶原理。10.叠加原理(P106):若φ1和φ2分别满足拉普拉斯方程,即▽2φ1=0和▽2φ2=0,则φ1和φ2的线性组合φ=aφ1+bφ2也必然满足拉普拉斯方程,即▽2(aφ1+bφ2)=0。11.唯一性原理(P107):对于任一静态场,在边界条件给定后,空间各处的场也就唯一地确定了,或者说这时拉普拉斯方程的解是唯一的。 12.镜像法(P107):通过计算由源电荷和镜象电荷共同产生的合成电场,而得到源电荷与实际的感应电荷所产生的合成电场,这种方法称为镜象法。 13.电磁波谱(P141):为了对各种电磁波有个全面的了解,人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,这就是电磁波谱。 14.相速(P155):我们将速度v (介质中的波速)称为相速,即正弦波的最大速度。一般情况下,速度v 是恒定相位面在波中向前推进的速度,所以也可以根据电场极小值通过空间一固定点的速度来定义这个速度。 15.群速(P159):定义为Vg=dw/dk。 16.色散现象(P157):不同频率的波将以不同的速率在介质中传播的现象称为色散 17.耗散介质(P148):非理想介质是有损耗介质也称为耗散介质,在这里是指电导率,但仍然保持均匀、线性及各向同性等特性。 18.穿透深度(P165):将电磁波的振幅衰减到e^-1时它的导电介质的深度定义为趋肤深度(穿透深度) 19.等离子体(P175):是除气体、液体和固体以外的第四种物态,它是由电子、负离子、正离子和未电离的中性分子组成的混合体。 20.全折射(P195):当电磁波以某一入射角入射到两种媒质交界面上时,如果反射系数为0,则全部电磁能量都进入到第二种媒质,这种情况称为全折射。 21.全反射(P195):当电磁波入射到两种媒质交界面上时,如果反射系数|R|=1,则投射到界面上的电磁波将全部反射回第一种媒质中,这种情况称为全反射。

电磁场与电磁波(第二版)

电磁场与电磁波第二章分章节复习 第二章:静电场 1、导体在静电平衡下,齐体内的电荷密度(B )。 A.为常数 B.为零 C.不为零 D.不确定 2、电介质极化后,其内部存在(D)。 A.自由正电荷 B.自由负电荷 C.自由正负电荷 D.电偶极子 3、在两种导电介质的分界面处,电场强度的(A)保持连续。 A.切向分量 B.幅值 C. 法向分量 D.所有分量 4、在相同的场源条件下,真空中的电场强度时电介质的(C)倍。 A.εoεr B.1/εoεr C.εr D.1/εr 5.导体的电容大小(B)。 A.与导体的电势有关 B.与导体的电势无关 C.与导体所带电荷有关 D.与导体间点位差有关 6、两个点电荷对试验电荷的作用力可表示为两个力的( D )。 A.算术和B.代数和 C.平方和D.矢量和 7、介质的极化程度取决于:( D )。 A. 静电场 B. 外加电场 C. 极化电场 D. 外加电场和极化电场之和 8、电场强度的方向(A)。 A.与正电荷在电场中受力的方向相同。 B.与负电荷在电场中受力的方向相同。 C.与正电荷在电场中受力的方向垂直。 D.垂直于正负电荷受力的平面。 9、在边长为a正方形的四个顶点上,各放一个电量相等的同性点电荷Q1,几何中心放置一个电荷Q2,那么Q2受力为(D); A.Q1Q2/2π B. Q1Q2/2πa C. Q1Q2/4πa D.0 10、两个相互平行的导体平板构成一个电容器,其电容与(B D)有关。 A.导体板上的电荷B.平板间的介质 C.导体板的几何形状D.两个导体板的距离 填空题: 1、静止电荷所产生的电场,称之为静电场。 2、电场强度的方向与正电荷在电场中受力的方向相同。 3、电位参考点就是指定电位值恒为零的点。 4、在正方形的四顶点上,各放一电量相等的同性点电荷,几何中心放置荷Q, 则Q 不论取何值,其所受这电场力为零。

《电磁场与电磁波》 习题解答选

《电磁场与电磁波》(陈抗生)习题解答 第一章 引言——波与矢量分析 1.1 . ,,/)102102cos(102 6300p y v k f E m V x t y y E E 相速度相位常数度,频率波的传播方向,波的幅的方向,,求矢量设 解:m /V )x 102t 102cos(10y y E z E y E x E E 26300y 0z 0y 0 x 矢量E 的方向是沿Y 轴方向,波的传播方向是-x 方向; 波的幅度 m /V 10E E 3y 。 s /m 10102102k V ;102k ; MHZ 1HZ 1021022f 82 6 P 2 66 1.2 写出下列时谐变量的复数表示(如果可能的话) ) 6 sin()3 sin()()6(cos 1)()5() 2 120cos(6)()4(cos 2sin 3)()3(sin 8)()2() 4 cos(6)()1( t t t U t t D t t C t t t A t t I t t V (1)解: 4/)z (v j 23234 sin j 64cos 6e 6V 4 j (2)解:)2 t cos(8) t (I 2 )z (v j 8e 8I j 2

(3)解:) t cos 13 2t sin 13 3( 13)t (A j 32e 13A 2)z () 2t cos(13)t (A 13 3 cos ) 2 (j v 则则令 (4)解:)2 t 120cos(6) t (C j 6e 6C 2 j (5)(6)两个分量频率不同,不可用复数表示 1.3由以下复数写出相应的时谐变量] ) 8.0exp(4)2 exp(3)3() 8.0exp(4)2(1)1(j j C j C j C (1)解: t sin t cos j t sin j t cos )t sin j t )(cos j 1(e )j 1(t j t sin t cos )Ce (RE )t (C t j (2)解:)8.0t cos(4)e e 4(RE )Ce (RE ) t (C t j 8.0j t j (3)解:)8.0t (j ) 2t (j t j 8 .0j j t j e 4e 3e )e 4e 3(Ce 2 得:)t cos(3)8.0t cos(4)8.0t cos(4)2 t cos(3)Ce (RE )t (C t j 1.4 ] Re[, )21(,)21(000000 B A B A B A B A z j y j x B z j y j x A ,,,求:假定 解:1B A B A B A B A z z y y x x

南京邮电大学电磁场与电磁波考试必背公式

电磁场与电磁波复习 第一部分 知识点归纳 第一章 矢量分析 1、三种常用的坐标系 (1)直角坐标系 微分线元:dz a dy a dx a R d z y x → → → → ++= 面积元:?????===dxdy dS dxdz dS dydz dS z y x ,体积元:dxdydz d =τ (2)柱坐标系 长度元:?????===dz dl rd dl dr dl z r ??,面积元??? ??======rdrdz dl dl dS drdz dl dl dS dz rd dl dl dS z z z r z r ????,体积元:dz rdrd d ?τ= (3)球坐标系 长度元:??? ??===?θθ? θd r dl rd dl dr dl r sin ,面积元: ?? ? ??======θ ?θ? θθθ??θθ?rdrd dl dl dS drd r dl dl dS d d r dl dl dS r r r sin sin 2,体积元:?θθτd drd r d sin 2= 2、三种坐标系的坐标变量之间的关系 (1)直角坐标系与柱坐标系的关系 ?? ?? ??? ==+=?????===z z x y y x r z z r y r x arctan ,sin cos 22??? (2)直角坐标系与球坐标系的关系 ? ?? ? ?? ??? =++=++=?????===z y z y x z z y x r r z r y r x arctan arccos ,cos sin sin cos sin 2 222 22?θθ?θ?θ (3)柱坐标系与球坐标系的关系 ?? ? ? ???=+=+=?????===??θθ??θ2 2'2 2''arccos ,cos sin z r z z r r r z r r 3、梯度 (1)直角坐标系中: z a y a x a grad z y x ??+??+??=?=→→→ μ μμμμ (2)柱坐标系中: z a r a r a grad z r ??+??+??=?=→→→ μ ?μμμμ?1 (3)球坐标系中:

电磁场与电磁波

电磁场与电磁波实验问卷答案 一、频谱特性测量演示实验问卷 1.ESPI 测试接收机所测频率范围为: 9KHz—3GHz 2.ESPI 测试接收机的RF输入端口最大射频信号: 30dbm,最大直流: 50v 3.是否直观的观测到电磁波的存在?(回答是/否)否 4.演示实验可以测到的空间信号有哪些,频段分别为: 广播:531K~1602KHz GSM900:上行:890~915 MHz 下行:935~960 MHz GSM1800:上行:1710~1755 MHz 下行:1805~1850 MHz WCDMA:上行:1920~1980MHz 下行:2110~2170MHz CDMA2000:上行:1920~1980MHz 下行:2110~2170MHz TD-SCDMA:2010~2025MHz 5.课堂演示的模拟电视和数字电视频谱图:如何判断是模拟还是数字电视? 模拟信号以残留边带调幅方式频分复用传输,有明确的载波频率,不同频道的图像有不同的载波频率。模拟信号频谱为:每8MHz带宽即一个频道内,能量集中分布在图像载频上,在该载频附近有一个跳动的峰,为彩色副载波所在,再远一点(在8MHz内)还有一个峰,为伴音副载波的峰。 数字信号:一个数字频道的已调信号像一个抬高了的噪声平台, 均匀地平铺于整个带宽之内, 它的能量是均匀分布在整个限定带宽内的。 6.课堂演示GSM900上下行频谱图,CDMA下行频谱图,3G下行频谱图:GSM900上行:

GSM900下行: CDMA下行频谱图:

3G下行频谱图: 7.该频谱仪能检测的频谱范围,是否能观察到WIFI、电磁炉、蓝牙等频谱?(请分别说明,并指出其频率) 可以该频谱仪能检测的频谱范围为9KHz—3GHz 所以,能够观察到:WIFI:2.4G 电磁炉:20KHz—30KHz 蓝牙:2.4G

电磁场与电磁波(第三章)

第3章习题 习题3.3 解: (1) 由?-?=E 可得到 a <ρ时, 0=-?=?E a >ρ时, φρφρ?φρsin 1cos 12222??? ? ??-+???? ??+-=-?=a A e a A e E (2) 圆柱体为等位体且等于0,所以为导体制成,其电荷面密度为 φεεερρρρcos 2000A E e E e a a n s -=?=?=== 习题3.5 证: 根据高斯定律q S d D S =?? ,得 0R r <时。ρππ344312 r D r =,则0 01113,3εερεερr r r D E r D === 0R r >时。ρππ3443022 R D r =,则203002 223023,3r R D E r R D ερερ=== 则中心点的电位为 20 0200 203 020 13633)0(0 ερεερερεερ?R R dr r R dr r dr E dr E r R R R r R += +=+=?? ??∞ ∞ 习题3.8

解: 根据高斯定律q S d D S =?? ,得同轴线内、外导体间的电场强度为 περ ρ2)(l q E = 内、外导体间的电压为 a b q d q Ed U l b a b a l ln 22περπερ ρ= ==?? 则同轴线单位长度的电容为 ) /ln(2a b U q U Q C l πε = == 则同轴线单位长度的静电储能为 )/ln(422212122 2 a b q d q dV E W l b a l V e περπρπερεε=??? ? ??==?? 习题3.11 解: (1) 设同轴电缆中单位长度的径向电流为I ,电流密度 )(2c a I e J <<=ρπρ ρ 介质中的电场 )(21 1 1b a I e J E <<==ρπρσσρ )(22 2 2c b I e J E <<==ρπρσσρ 而 ? ?+= ?+?=b a b a b c I a b I d E d E U ln 2ln 221 210πσπσρρ ) /ln()/ln(2120 21b c a b U I σσσπσ+=

电磁场与电磁波论文

电磁场与电磁波论文 院系:电子信息学院 班级:电气11003班 学号:201005792 序号:33 姓名:张友强

电磁场与电磁波的应用 摘要: 磁是人类生存的要素之一。地球本身就是一个磁场,由于地球自身运动导致的两极缩短、赤道拉长、冰川融化、海平面上升等原因,地球的磁场强度正逐渐衰减。外加高楼林立、高压电网增多,人为地对地球磁力线造成干扰和破坏。所以,现在地球的磁场强度只有500年前的50%了,许多人出现种种缺磁症状。科学家研究证实,远离地球的宇航员在太空中所患的“太空综合症’’就是因缺磁而造成的。由此可见磁对于生命的重要性。磁场疗法,又称“磁疗法”、“磁穴疗法”,是让磁场作用于人体一定部位或穴位,使磁力线透人人体组织深处,以治疗疾病的一种方法。磁疗的作用机制是加速细胞的复活更新,增强血细胞的生命力,净化血液,改善微循环,纠正内分泌的失调和紊乱,调节肌体生理功能的阴阳平衡。 关键词:磁疗、电磁生物体、生物磁场、磁疗保健 电磁场与电磁波简介: 电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,电流会产生磁场,变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用,具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波,现在的社会生活将是无法想象的。生物电磁学是研究非电离辐射电磁波(场)与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科,主要涉及电磁场与微波技术和生物学。其意义在开发电磁能在医学、生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护。。生物电磁学与工程电磁场与微波技术的不同主要体现在:1、后者的作用对象是具有个体差异的生命物质;2、后者的作用对象是根据人为需要而选取并加工的电磁媒质或单元而前者的作用要让测量系统服从于作用对象。生物电磁学的研究内容主要设计五个方面:1、电磁场(波)的生物学效应,研究在电磁场(波)作用下生物系统产生了什么;2、生物学效应机理,研究在电磁场(波)作用下为什么会产生什么;3、生物电磁剂量学,研究在什么条件下会产生什么;4、生物组织的电磁特性,研究在电磁场(波)作用下产生什么的生物学本质;5、生物学效应的作用,研究产生的效应做什么和如何做。 正文: (一)在生产、生活上的应用 静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转,这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置,例如阴极射线示波器,回旋加速器,喷墨打印机以及速度选择器等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的,而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子偏转都是通过两个平行板之间的电位差来实的。 1.磁悬浮列车 列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引,同时又被

电磁场与电磁波理论(第二版)(徐立勤-曹伟)第3章习题解答

第3章习题解答 3.1 对于下列各种电位分布,分别求其对应的电场强度和体电荷密度: (1)()2,,x y z Ax Bx C Φ=++; (2)(),,x y z Axyz Φ=; (3)()2,,sin z A B z Φρ?ρ?ρ=+; (4)()2,,sin cos r Ar Φθ?θ?=。 解:已知空间的电位分布,由E Φ=-?r r 和2 0/Φρε?=-可以分别计算出电场强度和体电荷密度。 (1) ()2x E e Ax B Φ=-?=-+r r r 0202εερA -=Φ?-= (2) ()x y z E A e yz e xz e xy Φ=-?=-++r r r r r 020=Φ?-=ερ (3) (2sin )cos z E e A Bz e A e B ρ?Φρ?ρ?ρ??=-?=-+++??r r r r 20004sin sin 3sin Bz Bz A A A ρεΦε??ε?ρρ???? =-?=-+-=-+ ? ???? ? (4) ()2sin cos cos cos sin r E e Ar e Ar e Ar θ?Φθ?θ??=-?=-+-r r r r r 200cos 2cos cos 6sin cos sin sin A A A θ??ρεΦεθ?θθ?? =-?=-+ - ?? ? 3.5 如题3.5图所示上下不对称的鼓形封闭曲面,其上均匀分布着密度为0S ρ的面电荷。 试求球心处的电位。 解:上顶面在球心产生的电位为 22001111100 ()()22S S d R d R d ρρ Φεε= +-=- 下顶面在球心产生的电位为 22 002222200 ()()22S S d R d R d ρρΦεε= +-=- 侧面在球心产生的电位为 030 014π4πS S S S R R ρρΦεε= = ? 式中2 12124π2π()2π()2π()S R R R d R R d R d d =----=+。因此球心总电位为 1230 S R ρΦΦΦΦε=++= 3.6有02εε=和05εε=的两种介质分别分布在0z >和0z <的半无限大空间。已知0z >时, 201050x y z E e e e =-+r r r r V /m 。试求0z <时的D r 。 解:由电场切向分量连续的边界条件可得 1t 2t E E =? 000520510x y z D D εε<=?=-? 代入电场法向方向分量满足的边界条件可得 1n 2n D D =? 050z z D <= 于是有 0001005050x y z z D e e e εε<=-+r r r r 3.9 如题 3.9图所示,有一厚度为2d 的无限大平面层,其中充满了密度为 ()0πcos x x d ρρ=的体电荷。若选择坐标原点为零电位参考点,试求平面层 之内以及平面层以外各区域的电位和电场强度。

电磁场与电磁波答案()

《电磁场与电磁波》答案(4) 一、判断题(每题2分,共20分) 说明:请在题右侧的括号中作出标记,正确打√,错误打× 1.在静电场中介质的极化强度完全是由外场的强度决定的。 2.电介质在静电场中发生极化后,在介质的表面必定会出现束缚电荷。 3.两列频率和传播方向相同、振动方向彼此垂直的直线极化波,合成后 的波也必为直线极化波。 4.在所有各向同性的电介质中,静电场的电位满足泊松方程2ρ?ε?=-。 5.在静电场中导体内电场强度总是为零,而在恒定电场中一般导体内的电场强度不为零,只有理想导体内的电场强度为零。 6.理想媒质和损耗媒质中的均匀平面波都是TEM 波。 7.对于静电场问题,保持场域内电荷分布不变而任意改变场域外的电荷分布,不会导致场域内的电场的改变。 8.位移电流是一种假设,因此它不能象真实电流一样产生磁效应。 9.静电场中所有导体都是等位体,恒定电场中一般导体不是等位体。 10.在恒定磁场中,磁介质的磁化强度总是与磁场强度方向一致。 二、选择题(每题2分,共20分) (请将你选择的标号填入题后的括号中) 1. 判断下列矢量哪一个可能是静电场( A )。 A .369x y z E xe ye ze =++ B .369x y z E ye ze ze =++ C .369x y z E ze xe ye =++ D .369x y z E xye yze zxe =++ 2. 磁感应强度为(32)x y z B axe y z e ze =+-+ , 试确定常数a 的值。( B ) A .0 B .-4 C .-2 D .-5 [ ×]1 [ √]2 [ ×]3 [ ×]4 [ √]5 [ √]6 [ ×]7 [ ×]8 [ √]9 [ ×]10

电磁场与电磁波词汇

【一画】 一致性几何绕射理论UTD (Uniform Geometrical Theory of Diffraction) 【二画】 二端口网络two port network 二重傅立叶级数double Fourier series 入射场incident field 入射波incident wave 几何绕射理论GTD (Geometrical Theory of Diffraction) 【三画】 小波wavelet 【四画】 无功功率reactive power 无限(界)区域unbound region 无源网络passive network 互易性reciprocity 互阻抗mutual impedance 互耦合mutual coupling 互连interconnect 天线antennas 天线方向性图pattern of antenna 匹配负载matched load 孔aperture 孔(缝)隙天线aperture antennas 内阻抗internal impedance 介电常数permittivity 介质dielectric 介质波导dielectric guide 介质损耗dielectric loss 介质损耗角dielectric loss angle 介电常数dielectric constant 反射reflection 反射系数reflection coefficient 分离变量法separation of variables 【五画】 主模dominant mode 正交性orthogonality 正弦的sinusoidal 右手定则right hand rule 平行板波导parallel plate waveguide 平面波plane wave

电磁场与电磁波课后答案_郭辉萍版1-6章

第一章 习题解答 1.2给定三个矢量A ,B ,C : A =x a +2y a -3z a B = -4y a +z a C =5x a -2z a 求:错误!未找到引用源。矢量A 的单位矢量A a ; 错误!未找到引用源。矢量A 和B 的夹角AB θ; 错误!未找到引用源。A ·B 和A ?B 错误!未找到引用源。A ·(B ?C )和(A ?B )·C ; 错误!未找到引用源。A ?(B ?C )和(A ?B )?C 解:错误!未找到引用源。A a =A A = 149A ++ =(x a +2y a -3z a )/14 错误!未找到引用源。cos AB θ =A ·B /A B AB θ=135.5o 错误!未找到引用源。A ·B =-11, A ?B =-10x a -y a -4z a 错误!未找到引用源。A ·(B ?C )=-42 (A ?B )·C =-42 错误!未找到引用源。A ?(B ?C )=55x a -44y a -11z a (A ?B )?C =2x a -40y a +5z a 1.3有一个二维矢量场F(r) =x a (-y )+y a (x),求其矢量线方程,并定性画出该矢量场图 形。 解:由dx/(-y)=dy/x,得2 x +2 y =c 1.6求数量场ψ=ln (2 x +2y +2 z )通过点P (1,2,3)的等值面方程。

解:等值面方程为ln (2x +2y +2 z )=c 则c=ln(1+4+9)=ln14 那么2 x +2y +2 z =14 1.9求标量场ψ(x,y,z )=62 x 3y +z e 在点P (2,-1,0)的梯度。 解:由ψ?=x a x ψ??+y a y ψ??+z a z ψ??=12x 3 y x a +182x 2y y a +z e z a 得 ψ?=-24x a +72y a +z a 1.10 在圆柱体2 x +2 y =9和平面x=0,y=0,z=0及z=2所包围的区域,设此区域的表面为S: 错误!未找到引用源。求矢量场A 沿闭合曲面S 的通量,其中矢量场的表达式为 A =x a 32x +y a (3y+z )+z a (3z -x) 错误!未找到引用源。验证散度定理。 解:错误!未找到引用源。??s d A = A d S ?? 曲 + A dS ?? xoz + A d S ?? yoz +A d S ?? 上 +A d S ?? 下 A d S ?? 曲 =232 (3cos 3sin sin )z d d ρθρθθρθ++?曲 =156.4 A dS ?? xoz = (3)y z dxdz +?xoz =-6 A d S ?? yoz =- 23x dydz ? yoz =0 A d S ?? 上+A d S ?? 下=(6cos )d d ρθρθρ-?上+cos d d ρθρθ?下=272π ??s d A =193 错误!未找到引用源。dV A V ???=(66)V x dV +?=6(cos 1)V d d dz ρθρθ+?=193 即:??s s d A =dV A V ??? 1.13 求矢量A =x a x+y a x 2 y 沿圆周2x +2 y =2a 的线积分,再求A ?? 对此圆周所包围的表 面积分,验证斯托克斯定理。 解:??l l d A =2 L xdx xy dy +? =44a π A ?? =z a 2 y

《电磁场与电磁波》必考复习题(2013年)

电磁场与电磁波 2013期末复习题 一.填空题 1.已知矢量2z 2y 2x z e xy e x e A ,则A = z xy x 222 , A = 2 y z 。 2.矢量B A 、垂直的条件为 0 B A 。 3.理想介质的电导率为 0 ,理想导体的电导率为 ,欧姆定理的微分形式为 E J 。 4.静电场中电场强度E 和电位φ的关系为 E ,此关系的理论 依据为 0 E ;若已知电位22z 3x y 2 ,在点(1,1,1)处电 场强度 E 642z y x 。 5.恒定磁场中磁感应强度B 和矢量磁位A 的关系为 A B ;此关系的理论依据为 0 B 。 6.通过求解电位微分方程可获知静电场的分布特性。静电场电位泊松方程为 /2 ,电位拉普拉斯方程为 02 。 7.若电磁场两种媒质分界面上无自由电荷与表面电流,其D E 、边界条件为: _ 021 n _和 021 n ;H B 、边界条件为: 021 n 和 02 1 H H e n 。 8.空气与介质)4(2r 的分界面为z=0的平面,已知空气中的电场强度为 4e 2e e E z y x 1 ,则介质中的电场强度 2E z y x e e e 2 。 9. 有一磁导率为 μ 半径为a 的无限长导磁圆柱,其轴线处有无限长的线电流 I ,柱外是空气(μ0 ),则柱半径为1 处磁感应强度1B = 12 I e ;柱外半径 为2 处磁感应强度2B = 2 02 I 。 10.已知恒定磁场磁感应强度为z 4e my e x e B z y x ,则常数m= 5 。

11.半径为a 的孤立导体球,在空气中的电容为C 0= a 04 ;若其置于空气与介质(ε1 )之间,球心位于分界面上,其等效电容为C 1= a )(210 。 12.已知导体材料磁导率为μ,以该材料制成的长直导线单位长度的自感为 8 。 13.空间有两个载流线圈,相互 平行 放置时,互感最大;相互 垂直 放置时,互感最小。 14.两夹角为n (n 为整数)的导体平面间有一个点电荷q ,则其镜像电荷个 数为 (2n-1) 。 15.空间电场强度和电位移分别为D E 、,则电场能量密度w e = 21 。 16.空气中的电场强度)2cos(20kz t e E x ,则空间位移电流密度D J = )/()2sin(4020m A kz t x 。 17.在无源区,电场强度E 的波动方程为 0222 t E 或 022 E E 。 18.频率为300MHz 的均匀平面波在空气中传播,其波阻抗为 )( 120 ,波的传播速度为 )/(1038s m ,波长为 )(1m ,相位常数为 )/(2m rad ;当其进入对于理想介质(εr = 4,μ≈μ0),在该介质中的波阻 抗为 )( 60 ,传播速度为 )/(105.18s m ,波长为 )(5.0m ,相位常数为 )/(m rad 。 19.已知平面波电场为z j y x i e e j e (E E )0 ,其极化方式为 右旋圆极化 。 20.已知空气中平面波 ) 86(,z x j m e E z x E y ,则该平面波波矢量 k

《电磁场与电磁波》第4版(谢处方 编)课后习题答案 三章习题解答

三章习题解答 3.1 真空中半径为a 的一个球面,球的两极点处分别设置点电荷q 和q -,试计算球赤道平面上电通密度的通量Φ(如题3.1图所示)。 解 由点电荷q 和q -共同产生的电通密度为 33[]4q R R π+- +- = -=R R D 22322232 () (){}4[()][()]r z r z r z a r z a q r z a r z a π+-++-+-++e e e e 则球赤道平面上电通密度的通量 d d z z S S S Φ====??D S D e g g 223222320()[]2d 4()() a q a a r r r a r a ππ--=++? 2212 1)0.293()a qa q q r a =-=-+ 3.2 1911年卢瑟福在实验中使用的是半径为a r 的球体原子模型,其球体内均匀分布有总电荷量为Ze -的电子云,在球心有一正电荷Ze (Z 是原子序数,e 是质子电荷量),通过实验得到球体内的电通量密度表达式为02314r a Ze r r r π?? =- ??? D e ,试证明之。 解 位于球心的正电荷Ze 球体内产生的电通量密度为 12 4r Ze r π=D e 原子内电子云的电荷体密度为 33 3434a a Ze Ze r r ρππ=-=- 电子云在原子内产生的电通量密度则为 3223 4344r r a r Ze r r r ρπππ==-D e e 故原子内总的电通量密度为 122314r a Ze r r r π??=+=- ??? D D D e 3.3 电荷均匀分布于两圆柱面间的区域中,体密度为3 0C m ρ, 两圆柱面半径分别为a 和b ,轴线相距为c )(a b c -<,如题3.3图()a 所示。求空 间各部分的电场。 解 由于两圆柱面间的电荷不是轴对称分布,不能直接用高斯定律求解。但可把半径为a 的小圆柱面内看作同时具有体密度分别为0ρ±的两种电荷分布,这样在半径为b 的整个圆柱体内具有体密度为0ρ的均匀电荷分布,而在半径为a 的整个圆柱体内则具有体密度为0ρ-的均匀电荷分布,如题3.3图()b 所示。空间任一点的电场是这两种电荷所产生的电场的叠加。 在b r >区域中,由高斯定律0 d S q ε= ?E S g ?,可求得大、小圆柱中的正、负电荷在点P 产生 题3.1 图 题3. 3图()a

电磁场与电磁波简答题归纳

电磁场与电磁波易考简答题归纳(四川理工大学) 1、什么是均匀平面电磁波? 答:平面波是指波阵面为平面的电磁波。均匀平面波是指波的电场→E 和磁场→H 只沿波的传播方向变化,而在波阵面内→E 和→ H 的方向、振幅和相位不变的平面波。 2、电磁波有哪三种极化情况?简述其区别。 答:(1)直线极化,同相位或相差 180;2)圆极化,同频率,同振幅,相位相差 90或 270;(3)椭圆极化,振幅相位任意。 3、试写出正弦电磁场的亥姆霍兹方程(即亥姆霍兹波动方程的复数形式),并说明意义。 答:0 02222=+?=+?→→→ →H k H E k E ,式中μεω22=k 称为正弦电磁波的波数。 意义:均匀平面电磁波在无界理想介质中传播时,电场和磁场的振幅不变,它们在时间上同相,在空间上互相垂直,并且电场、磁场、波的传播方向三者满足右手螺旋关系。电场和磁场的分量由媒质决定。 4、写出时变电磁场中麦克斯韦方程组的非限定微分形式,并简述其意义。 答:???????????=??=????-=????+=??→→→→→→→ρεμμεE H t H E t E J H )4(0)3()2()1( 物理意义:A 、第一方程:时变电磁场中的安培环路定律。物理意义:磁场是由电流和时变的电场激励的。 B 、第二方程:法拉第电磁感应定律。物理意义:说明了时变的磁场激励电场的这一事实。 C 、第三方程:时变电场的磁通连续性方程。物理意义:说明了磁场是一个旋涡场。 D 、第四方程:高斯定律。物理意义:时变电磁场中的发散电场分量是由电荷激励的。 5、写出麦克斯韦方程组的微分形式或积分形式,并简述其意义。 答:(1)微分形式 (2) 积分形式 物理意义:同第4题。 6、写出达朗贝尔方程,即非齐次波动方程,简述其意义。 答:→→→-=??-?J t A A μμε222,ερμε-=?Φ?-Φ?→ →222t 物理意义:→J 激励→ A ,源ρ激励Φ,时变源激励的时变电磁场在空间中以波动方式传播,是时变源的电场辐射过程。 7、写出齐次波动方程,简述其意义。 答:0222=??-?→→t H H με,0222=??-?→→ t E E με 物理意义:时变电磁场在无源空间中是以波动方式运动,故称时变电磁场为电磁波,且电磁波的传播速度为:με υ1=p 8、简述坡印廷定理,写出其数学表达式及其物理意义。 答:(1)数学表达式:①积分形式:???++??=?-→→τττστεμd E d E H t S d S S 222)2 121(,其中,→→→?=H E S ,称为坡印廷矢量。 ???????????=??=????-=????+=??→→→→→→→ρD B t B E t D J H )4(0)3()2()1( ????? ??????=?=????-=????+=???????→→→→→→→→→→→→→q S d D l d B S d t B l d E S d t D J l d H S S S l s l )4(0)3()2()()1(

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