集美大學(xué)試卷紙—年第1學(xué)期課程名稱電磁場與電磁波試卷卷別C適用學(xué)院、專業(yè)、年級信息工程學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)級考試方式閉卷■開卷□備注總分題號一二三四五六七得分閱卷人參照公式：微分形式麥克斯韋方程組：邊界條件：本構(gòu)關(guān)系：得得分填空題(共10分)。寫出積分形式麥克斯韋方程組：、、、。寫出無源空間中微分形式麥克斯韋方程組：、、、。寫出坡印廷定理積分形式表達(dá)式：寫出抱負(fù)介質(zhì)條件下有源波動(dòng)方程(達(dá)郎貝爾方程)：寫出導(dǎo)電媒質(zhì)條件下復(fù)數(shù)形式波動(dòng)方程：，該方程也叫。得得分二、判斷題(共10分，每題1分對的在括號中打“√”，錯(cuò)誤打“×”)。同軸波導(dǎo)不能傳播TE波?！?（╳）當(dāng)傳播線工作于駐波狀態(tài)時(shí)，S=1?！?.（╳）電磁場邊界條件是由微分形式麥克斯韋方程組導(dǎo)出?！?（╳）產(chǎn)生全反射時(shí)規(guī)定電磁波由稀疏媒質(zhì)入射到稠密媒質(zhì)中?！èw）一種任意極化電磁波，當(dāng)它以布儒斯特角入射到兩種非磁性媒質(zhì)分界面上時(shí)，反射波中就只剩余平行極化分量?！?.（╳）電流元產(chǎn)生磁矢位與電流元矢量平行。……………………..….（√）研究電磁波傳播問題都可歸結(jié)為在給定邊界條件和初始條件下求波動(dòng)方程解?！?……….……（√）鏡像法核心是要擬定鏡像電荷大小、位置和個(gè)數(shù)?！?.……………（√）良導(dǎo)體中電磁波局限于導(dǎo)體表面附近區(qū)域，這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)?！ā蹋﹩螌?dǎo)體波導(dǎo)不能支持TEM波?！?…（√）得得分三、單項(xiàng)選取題(共40分)。12345678910111213141516171819201.積分形式矢量場基本方程是從研究它______得到。（B） A．散度和旋度 B．通量和環(huán)流C．通量和旋度 D．環(huán)流和散度2.在國際單位制中，介電常數(shù)和磁導(dǎo)率單位是______。（D）A.和 B．和 C．和 D．和3.均勻平面波由媒質(zhì)1對抱負(fù)導(dǎo)體平面垂直入射，在媒質(zhì)1中得到合成波是____，對抱負(fù)介質(zhì)分界面垂直入射，在媒質(zhì)1中得到合成波是____。（A）A．駐波/混合波B．駐波/行波 C．行波/行波 D．行波/駐波 4.將場矢量：改寫為復(fù)數(shù)形式：。(A)5.全駐波狀態(tài)下無損耗傳播線上各點(diǎn)電壓和電流在時(shí)間上有相位差。（A）T/4B.T/8C.T/6D.T/26.在電磁波傳播方向上既沒有電場分量又沒有磁場分量，這種模式電磁波稱為______。（A）TEM波 B．均勻波 C．TE波 D．TM波7.圓柱形波導(dǎo)和同軸波導(dǎo)主模分別是______。（D）TE10和TE11 B．TEM和TE10 C．TE23和TE10D．TE11和TEM8.安培力定律表達(dá)是______之間互相作用力，______牛頓第三定律。（C）A．兩個(gè)閉合回路/不滿足B．兩個(gè)電流元/滿足 C．兩個(gè)閉合回路/滿足 D．兩個(gè)電流元/不滿足9.同心球形電容器內(nèi)導(dǎo)體半徑為a、外導(dǎo)體半徑為b，其間填充介電常數(shù)為ε均勻介質(zhì)。此球形電容器電容為。（A）A.QUOTEB.QUOTEC.QUOTED.QUOTE10.如圖所示平行雙線傳播線，導(dǎo)線半徑為a，兩導(dǎo)線軸線距離為D，且D>>a，則傳播線單位長度電容為。（A）A.QUOTEB.QUOTEC.QUOTED.QUOTE11.同軸線內(nèi)導(dǎo)體半徑為a，外導(dǎo)體半徑為b，內(nèi)外導(dǎo)體間填充介電常數(shù)為e均勻介質(zhì)，則同軸線單位長度電容為。（A）A.QUOTEB.QUOTEC.QUOTED.QUOTE12．將場矢量：改寫為復(fù)數(shù)形式：。(A)得得分不定項(xiàng)選取題(共10分，每小題2分)。12345平行極化波斜入射到抱負(fù)導(dǎo)體表面時(shí)，下列描述錯(cuò)誤是。（BC）A.反射系數(shù)不為零B.透射系數(shù)不為零C.合成波是均勻平面波D.產(chǎn)生TM波下列說法錯(cuò)誤是。（AD）當(dāng)傳播信號波長與傳播線長度可以比擬時(shí)，傳播線可以作集中參數(shù)電路解決鏡像法理論基本是惟一性定理當(dāng)兩種媒質(zhì)電導(dǎo)率為有限值時(shí)，分界面上磁場強(qiáng)度切向分量持續(xù)雷達(dá)天線罩設(shè)計(jì)規(guī)定媒質(zhì)層厚度為該媒質(zhì)中電磁波四分之一波長得得分五、計(jì)算題（8分)在尺寸為QUOTE矩形波導(dǎo)中，傳播TE10模，工作頻率10GHz。試求截止波長、波導(dǎo)波長和相速度。得得分六、計(jì)算題（12分)填充有兩層介質(zhì)同軸電纜，內(nèi)導(dǎo)體半徑為a，外導(dǎo)體半徑為c，介質(zhì)分界面半徑為b。兩層介質(zhì)介電常數(shù)為e1和e2、電導(dǎo)率為s1和s2。設(shè)內(nèi)導(dǎo)體電壓為U0，外導(dǎo)體接地。求：（1）兩導(dǎo)體之間電流密度和電場強(qiáng)度分布；（2）介質(zhì)分界面上自由電荷面密度；（3）同軸電纜單位長度電容及漏電阻。

解：電流由內(nèi)導(dǎo)體流向外導(dǎo)體，在分界面上只有法向分量，因此電流密度成軸對稱分布。假設(shè)電流為QUOTE,可求出電流密度表達(dá)式，然后求出電場強(qiáng)度，再由電壓關(guān)系擬定出電流。（1）設(shè)同軸電纜中單位長度徑向電流為QUOTE，可得電流密度：介質(zhì)中電場為：由于因此有：….(3分)故兩種介質(zhì)中電流密度和電場強(qiáng)度分別為：….(1分)….(1分)….(1分) （2）依照邊界條件，可得介質(zhì)1內(nèi)表面電荷面密度為：….(1分)介質(zhì)2外表面電荷面密度為：….(1分)兩種介質(zhì)分界面上電荷面密度為：….(2分)(3)依照上述分析，同軸電纜單位長度漏電阻為：QUOTE….(1分)由靜電比擬可得，同軸電纜單位長度電容為：….(1分)得得分五、計(jì)算題（8分)一種點(diǎn)電荷q與無限大導(dǎo)體平面距離為d，如果把它移至無窮遠(yuǎn)處，需要做多少功？得得分六、計(jì)算題（12分)尺寸為矩形金屬波導(dǎo)，內(nèi)部填充介質(zhì)（），若電磁波工作頻率為10GHz，波導(dǎo)中能有哪些模式存在？并求主模波導(dǎo)波長和相速度。解：一方面求出在介質(zhì)條件下，10GHz電磁波工作波長為：………(1分)波導(dǎo)中能傳播模式應(yīng)滿足條件為：依照截止波長定義，傳播條件可寫為：當(dāng)時(shí)，上式可寫成：……