電磁波考題整理一、填空題1。某一矢量場，其旋度處處為零,則這個矢量場可以表示成某一標(biāo)量函數(shù)的（梯度)形式。2。電流連續(xù)性方程的積分形式為(=—）3.兩個同性電荷之間的作用力是（相互排斥的）。4.單位面積上的電荷多少稱為（面電荷密度）。5。靜電場中，導(dǎo)體表面的電場強度的邊界條件是：（D1n-D2n=ρs）6。矢量磁位A和磁感應(yīng)強度B之間的關(guān)系式：(=▽x）7.。E（Z，t）=exEmsin（wt—kz—QUOTE）+eyEmcos（wt—kz+QUOTE），判斷上述均勻平面電磁波的極化方式為：（圓極化）（應(yīng)該是90％確定）8.相速是指均勻平面電磁波在理想介質(zhì)中的傳播速度.9.根據(jù)電磁波在波導(dǎo)中的傳播特點，波導(dǎo)具有（HP)濾波器的特點.（HP，LP，BP三選一)10。根據(jù)電與磁的對偶關(guān)系,我們可以由電偶極子在遠區(qū)場的輻射場得到（磁偶極子)在遠區(qū)產(chǎn)生的輻射場11.電位移矢量D=ε0E+P在真空中P的值為（0）12.平板電容器的介質(zhì)電容率越大，電容量越大。13。恒定電容不會隨時間（變化而變化）14.恒定電場中沿電源電場強度方向的閉合曲線積分在數(shù)值上等于電源的（電動勢）15.電源外媒質(zhì)中電場強度的旋度為0。16。在給定參考點的情況下，庫倫規(guī)范保證了矢量磁位的（散度為零）17。在各向同性媚質(zhì)中,磁場的輔助方程為（D=εE,B=μH,J=σE）18.平面電磁波在空間任一點的電場強度和磁場強度都是距離和時間的函數(shù)。19.時變電磁場的頻率越高，集膚效應(yīng)越明顯。20。反映電磁場中能量守恒與轉(zhuǎn)換規(guī)律的定理是坡印廷定理。二、名詞解釋1.矢量：既存在大小又有方向特性的量2.反射系數(shù):分界面上反射波電場強度與入射波電場強度之比3。TEM波：電場強度矢量和磁場強度矢量均與傳播方向垂直的均勻平面電磁波4。無散場：散度為零的電磁場,即·=0。5。電位參考點：一般選取一個固定點，規(guī)定其電位為零，稱這一固定點為參考點。當(dāng)取點為參考點時，P點處的電位為=;當(dāng)電荷分布在有限的區(qū)域時，選取無窮遠處為參考點較為方便,此時=。6.線電流：由分布在一條細線上的電荷定向移動而產(chǎn)生的電流。7。磁偶極子：磁偶極子是類比_blank”電偶極子而建立的物理模型。具有等值異號的兩個點磁荷構(gòu)成的系統(tǒng)稱為磁偶極子場。磁偶極子受到力矩的作用會發(fā)生轉(zhuǎn)動，只有當(dāng)力矩為零時，磁偶極子才會處于平衡狀態(tài)。利用這個道理，可以進行磁場的測量.但由于沒有發(fā)現(xiàn)單獨存在的HYPERLINK”/view/19620.htm"\t"_blank”磁單極子，故我們將一個載有_blank"電流的圓形磁偶極子的模型。8.電磁波的波長：空間相位變化所經(jīng)過的距離稱為波長，以表示。按此定義有,所以。9。極化強度描述介質(zhì)極化后形成的每單位體積內(nèi)的電偶極矩。10.坡印廷定理電磁場的能量轉(zhuǎn)化和守恒定律稱為坡印廷定理：每秒體積中電磁能量的增加量等于從包圍體積的閉合面進入體積功率。11.線性均勻且各向同性電介質(zhì)若煤質(zhì)參數(shù)與場強大小無關(guān)，稱為線性煤質(zhì).若煤質(zhì)參數(shù)與場強方向無關(guān)，稱為各向同性煤質(zhì)。若煤質(zhì)參數(shù)與位置無關(guān)，責(zé)稱均勻煤質(zhì)。若煤質(zhì)參數(shù)與場強頻率無關(guān)，稱為各向同性煤質(zhì)。12.安培環(huán)路定理在真空中磁感應(yīng)強度沿任意回路的環(huán)量等于真空磁導(dǎo)率乘以與該回路相交鏈的電流的代數(shù)和。13.布儒斯特角(P208）對于非磁性媒質(zhì)，均勻平面電磁波平行極化斜入射，在某一入射角時沒有反射,即發(fā)生全投射，這個（入射)角即為布儒斯特角（即θi=θB）。14。臨界角（P208)對于非磁性媒質(zhì)，入射波自介電常數(shù)大的媒質(zhì)向介電常數(shù)小的媒質(zhì)入射時,當(dāng)入射角大于或等于某一角度時，發(fā)生全反射現(xiàn)象,這一角即臨界角，記為θc。15。相位匹配條件(P200）入射波傳播矢量、反射波傳播矢量和透射波傳播矢量沿介質(zhì)分界面的切向分量相等（即kix=krx=ktx,kiy=kry=kty），這一結(jié)論稱為相位匹配條件。三、簡答題1.從電場和磁場的能量體密度公式出發(fā)，比較一般情況下有ωm>ωe的結(jié)果。靜電場的能量密度ωe，ωe=（1/2)E·D磁場能量密度ωm,ωm=（1/2）B·H理想狀況下，等量的電能轉(zhuǎn)換成電場能量和磁場能量時，電場的能量密度等于磁場能量密度,但在實際中，轉(zhuǎn)換成電場能時會有熱損耗，所以一般情況下有ωm〉ωe。2.從平面電磁波角度分析,透入深度（集膚深度)δ與電磁波頻率f及磁導(dǎo)率μ，電導(dǎo)率σ的關(guān)系δ=（1/πfμσ）1/2(m）導(dǎo)電性能越好（電導(dǎo)率越大)，工作頻率越高，則集膚深度越小.3。如何由電位求電場強度,試寫出直角坐標(biāo)系下的表達式(27頁）已知電場強度E=—▽φ,在直角坐標(biāo)系下▽=++，所以電場強度E=++4。傳導(dǎo)電流,位移電流，運流電流是如何定義的，各有什么特點（52頁130頁）傳導(dǎo)電流是,在導(dǎo)體中的自由電子或半導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下形成的定向運動形成的電流特點：適用于導(dǎo)體或半導(dǎo)體中，服從歐姆定律，焦耳定律運送電流是，在真空或氣體中,帶電粒子在電場力作用下定向運動形成的電流特點:適用于真空或氣體中，不服從歐姆定律,焦耳定律位移電流是,電位移矢量隨時間的變化率。（這個定義沒找著,在網(wǎng)上查的）特點：并不代表電荷的運動,且產(chǎn)生磁效應(yīng)方面和一般意義下的電流等效.5。電場強度相同時，電介質(zhì)中的電能體密度為什么比真空中的大.因能量密度而，所以在E相同時6。均勻平面電磁波的特點答案：均勻平面電磁波是指等相位面為無限大平面,且等相位面上各點的場強大小相等，方向相同的電磁波,即沿某方向傳播的平面電磁波的場量除隨時間變化外,只與波傳播方向的坐標(biāo)有關(guān)，而與其它坐標(biāo)無關(guān)。麥克斯韋的位移電流假設(shè)的重要意義（不確定課本123頁)1、位移電流與傳導(dǎo)電流相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成閉合電流(全電流)Is=Ic+ID2、使穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理對非穩(wěn)恒磁場也成立。3、得出位移電流對電磁波的存在是基要的,并將電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)聯(lián)結(jié)成一個統(tǒng)一理論。這個可能不全,希望大家及時補充。一塊金屬在均勻磁場中勻速移動，金屬中是否會有渦流，為什么?不會產(chǎn)生渦流,因為產(chǎn)生渦流的條件是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化。9.在研究突變電磁場中，引入哪些函數(shù),寫出他們與場矢量之間的關(guān)系.10。簡述電磁波的波長和相位常數(shù)的基本定義（參考百度百科:電磁波相位常數(shù)）電磁波的傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面電磁波的相位常數(shù)：當(dāng)電磁波沿均勻介質(zhì)傳播時,每單位長度電磁波的相位移（個人觀點僅供參考) 相位常數(shù)：當(dāng)電壓或電流波沿均勻線傳播是，每單位長度的電壓波或電流的相位移11.描述均勻平面電磁波在損耗媒質(zhì)中的傳播特性（可參考以下兩張圖片）12。據(jù)電荷守恒原理推導(dǎo)時變場中的電流連續(xù)性方程(僅供參考)13.為什么在靜電場分析時，考慮電介質(zhì)的作用？當(dāng)一塊電介質(zhì)受外電場的作用而極化后，就等效為真空中一系列電偶極子。極化介質(zhì)產(chǎn)生的附加電場，實質(zhì)上就是這些電偶極子產(chǎn)生的電場。（P31）四、單選題1.E在SI單位制中的量綱（）A、庫/m2 B、V C、V/m D庫/m這是國際單位制導(dǎo)出表:答案：C2.矢量磁位A的旋度，等于（

)

A。H

B。B

C。J

D.E答案：B3。磁介質(zhì)在外部磁場作用下，在介質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)(

）

A.自由電流

B。極化電流

C。運流電流

D。磁偶極子答案：D恒定電流電場的J(電流密度）與電場強度E的一般關(guān)系式是（

）

A.E=γJ

B。J=γEC。J=γ(E+E局外)

D.J=γ(E—E局外）答案：B5。平行板電容器極板間電介質(zhì)有漏電時，則在其介質(zhì)與空間分界面處(

)

A。E連續(xù)

B。D連續(xù)

C.J的法線分量連續(xù)

D。J連續(xù)答案：C恒定電流場的邊界條件為：電流密度J在通過界面時其法線分量連續(xù)，電場強度E的切向分量連續(xù)。同軸電感導(dǎo)體間的電容C，當(dāng)其電介質(zhì)增大時,則電容C（）A減小B增大C不變D按e的指數(shù)變化答案B已知

=（3x—3y)+（x-z）+（2y-2x）,若以知，則電荷密度ρ為（）A.3ε0 B。 3/ε0 C.3 D。0ρ=▽?D，▽?D=（3x-3y）對x偏導(dǎo)+（x-z）對y偏導(dǎo)+（2y—2x）對z偏導(dǎo)=3答案：C

8.運流電流是由下列（）A真空中自由電荷B電介質(zhì)中極化電荷移動C導(dǎo)體中的自由電荷移動D磁化電流移動答案:A9.由S的定義,可知S的方向()A與E相同B與E垂直C與H垂直D與E和H均垂直且符合右手螺答案D10。電場能量體密度（)A.ED B.1/2ED C。BH D1/2EH答案：B11.時變磁場中,有一運動的導(dǎo)體回路速度為V.這在下述情況下導(dǎo)體回路中既有發(fā)動機電動勢，又有變壓器電動勢，（)電動勢最大。A.速度方向V與B、E平行 B。V與E、B呈任意角度C.V與E、B垂直最大 D.不能確定時變電磁場中的電動勢包括發(fā)動機電動勢和變壓器電動勢,產(chǎn)生條件分別為導(dǎo)體回路運動切割磁感線和磁通量的變化。（切割磁感線）答案:C12.磁介質(zhì)中的磁場強度由（）產(chǎn)生.A自由電流B束縛電流C磁化電流D運流電流答案：C13.時變場中如已知動態(tài)位A(矢量磁位)和ψ（動態(tài)磁位),則由與B和E的關(guān)系式可知（D)。AB只由A確定,與ψ無關(guān)BB和E均與A、ψ有關(guān)CE只與ψ有關(guān)，B只與A有關(guān)DE與A和ψ有關(guān)，B只與A有關(guān)14.靜電場中試驗電荷受到的作用力與試驗電荷量成（）關(guān)系A(chǔ)正比 B反比 C平方 D平方根答案A15.導(dǎo)體在靜電平衡下,其內(nèi)部電場強度（）A常數(shù) B為0 C不為0 D不確定答案B16.極化強度與電場強度成正比的電介質(zhì)，稱為(）電介質(zhì)A均勻 B各向同性 C線性 D可極化答案C17。均勻?qū)щ娒劫|(zhì)的電導(dǎo)率,不隨（）變化A電流密度 B空間位置 C時間 D溫度答案B18。時變電磁場中，感應(yīng)電動勢與材料電導(dǎo)率成（)A.正比 B。反比 C.平方 D.無關(guān)19.磁場能量存在于（）區(qū)域A。磁場 B。電流源 C。電磁場耦合 D.電場答案A20。真空中均勻平面波的波阻抗為（)A.237ΩB。337Ω C。277ΩD。377Ω答案D21.下列哪個導(dǎo)波裝置可以傳輸TEM波（)A空心波導(dǎo) B圓波導(dǎo) C矩形波導(dǎo) D同軸線同軸線傳輸電磁波的主模式是TEM，也可以傳輸TE波和TM波。答案：D22。電偶極子天線，輻射遠區(qū)場，磁場與距離的關(guān)系（）A與距離成反比 B與距離成正比 C與距離的平方成反比 D與距離的平方成正比答案:A五、大題例5—9設(shè)區(qū)域Ⅰ(z<0）的媒質(zhì)參數(shù)εr1=1，μr1=1,σ1=0；區(qū)域Ⅱ(z〉0)的媒質(zhì)參數(shù)εr2=5,μr2=20，σ2=0.區(qū)域Ⅰ中的電場強度為區(qū)域Ⅱ中的電場強度為試求：(1）常數(shù)A；(2）磁場強度H1和H2;(3)證明在z=0處H1和H2滿足邊界條件。解：(1）在無耗媒質(zhì)的分界面z=0處，有由于E1和E2恰好為切向電場，(2）根據(jù)麥克斯韋方程有所以同理，可得(3）將z=0代入（2)中得例5-14已知無源(ρ=0,J=0）的自由空間中,時變電磁場的電場強度復(fù)矢量式中k、E0為常數(shù)。求：(1）磁場強度復(fù)矢量；(2）坡印廷矢量的瞬時值；(3）平均坡印廷矢量。解:（1)例6—10頻率為f=300MHz的線極化均勻平面電磁波，其電場強度振幅值為2V/m，從空氣垂直入射到εr=4、μr=1的理想介質(zhì)平面上,求：(1）反射系數(shù)、透射系數(shù)、駐波比；(2）入射波、反射波和透射波的電場和磁場；(3)入射功率、反射功率和透射功率.解：設(shè)入射波為x方向的線極化波，沿z