春《电磁场与电磁波》期中试卷答案

一、填空题 (10题,每题3分,共30分)

1.介电常数为的均匀线性介质中,电荷的分布为?(r),则空间任一点 ??E =____________, ??D =_____________。 ρ /ε ; ρ

????B2.在时变电磁场,??E=?,表明时变电场是有旋场;??B=0,表明时变磁场

?t是无散场。

3.在两种不同媒质的分界面上,电场矢量的切向分量总是连续的,磁感应强度矢量的法向分量是连续的。

??????4.线性、各向同性媒质的本构关系为:D??E,B??H,J??E。

5.在理想导体表面上,磁场强度矢量总是平行于理想导体表面,电场强度矢量总是垂直于理想导体表面。

?????06.电荷的定向运动形成电流,当电荷密度满足时,电流密度J应满足

?t???J?0,电流线的形状应为闭合曲线。

???67.在均匀导电媒质中,已知电场强度矢量E?exE0sin(2??10t),则位移电流密度Jd?与传导电流密度J之间的相位差为?/2。

8.在导电媒质中, 电磁波的相速随频率改变的现象称_____________, 这样的媒质又称为_________ 。 答: 色散; 色散媒质

??9.电流连续性方程的微分形式为 。 ?J??0?t10.研究宏观电磁现象时,常用到的四种电荷模型是:体电荷 、面电荷 、线电

荷 、

点电荷 ,常用到的三种电流模型是:体电流 、面电流 、线电流 。

二、选择题(10题,每小题3分,共30分)

1. 关于在一定区域内的电磁场,下列说法中正确的是(D)

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(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。

2.描述不同媒质分界面两侧的电磁场矢量切向分量关系的边界条件是 (D)

??????????(A)n?B1?0n?D1??S (B)n?(B1?B2)?0n?(D1?D2)?0

????????????(C)n?H1?JSn?E1?0 (D)n?(H1?H2)?Jsn?(E1?E2)?0 3. 下列表达式不可能成立的是(B)

??u?0;???u?0 (A)、??Ads??????A?dv; (B) (C) ???u?0; (D)

sv

4. 比较位移电流与传导电流,下列陈述中,不正确的是(A)

A. 位移电流与传导电流一样,也是电荷的定向运动 B. 位移电流与传导电流一样,也能产生涡旋磁场 C. 位移电流与传导电不同,它不产生焦耳热损耗 5. 下面表述正确的为(D)

(A)矢量场的散度仍为一矢量场; (B)标量场的梯度结果为一标量; (C)矢量场的旋度结果为一标量场;(D)标量场的梯度结果为一矢量

6. 已知D?(2x?3y)ex?(x?y)ey?(2y?2x)ez,如已知电介质的介电常数为?0,则自由电荷密度?为 (C)

(A) (B) (C)1 (D) 0

?01?07. 静电场中(C)在通过分界面时连续。

(A)E (B)D (C)E的切向分量 (D)J 8. 传导电流是由(C)形成的。

(A)真空中带电粒子定向运动 (B)电介质中极化电荷v运动 (C)导体中自由电子的定向运动 (D)磁化电流v速移动 9. 矢量场A=(Ax,Ay,Az)的散度在直角坐标下的表示形式为(A)

?Ax?Ay?Az?Ax?Ay?Az??ex?ey?ez(A) (B)?x?y?z?x?y?z

?A?A?A?A?A?Aex?ey?ez (D)???x?y?z?x?y?z (C)

10. 导电媒质的复介电常数?c为(C)。

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(A)??j

????;(B)??j;(C)??j;(D)??j ????1. 简述麦克斯韦方程的积分形式和微分形式,以及相关的物理意义。 2.能流密度矢量(玻印廷矢量)S是怎样定义的?坡印廷定理是怎样描述的? 3. 简述唯一性定理,并说明其物理意义

4.什么是电磁波的极化?什么是垂直极化?什么是水平极化?线极化、圆极化和椭圆极化的形成条件?

四、计算题(2题,每题10分,共20分)

1. 已知标量函数u?x2?2y2?3z2?3x?2y?6z。(1)求?u;(2)在哪些点上?u等

于零。

?u?u?u?u?e?e?e?ex(2x?3)?ey(4y?2)?ez(6z?6); 解 (1)xyz?x?y?z(2)由?u?ex(2x?3)?ey(4y?2)?ez(6z?6)?0,得

x??32,y?12,z?1

2. 在自由空间(?0,?0)传播的均匀平面波磁场为

??H?ey100cos(9?108t??z) A/m

(1)求相位常数β,指出波的传播方向;

?(2)写出H的复数形式;

?(3)求电场强度E的复数表达式; (4)求玻印廷矢量S (5)求平均玻印廷矢量SAV。

解:(1)??9?108,c?3?108,所以:???c?3rad/s

?(2)H的复数形式:H?ey100e?j3z

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?(3)电场强度E的复数表达式;

E??H?ez??ey100e?j3z?ez??ex100e?j3z?ex12000?e?j3z

(4)玻印廷矢量:电场的瞬时表达式为:

E?ex12000?cos(9?108t?3z) 玻印廷矢量为:

S?E?H?ex12000?cos(9?108t?3z)?ey100cos(9?108t?3z)?ez1200000?cos(9?10t?3z)28

(5)平均玻印廷矢量:

Sav?11ReE?H*?Re?ex12000?e?j3z?ey100ej3z??ez600000? 22??

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