电磁场与电磁波试卷与答案A(共12页).doc

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2、（30分，每题2分）1 电磁波在介电常数为的媒质中传播，其速度是光速的_D_倍。A B. C. D. 2 假设某一光纤的电参数为，这种光纤的折射率是：DA B. C. D. 23 入射波频率为时，物理尺寸为的矩形腔的电尺寸是：CA. B. C. D. 4 在静电场中有一带电的导体实心球，其球心和球外表面上一点的电位_D_，此两点的电场强度_。A. 不相等/相等 B.不相等/不相等 C.相等/相等 D.相等/不相等5 假设某介质表面的法向为，位于介质表面上的某点的电场强度为，则它的切向电场强度为：DA. B. C. D.6 下列对磁力线和电力线描述正确的是：CA. 磁力线和电力线都是封闭的 B.

3、 磁力线和电力线都不是封闭的 C. 磁力线是封闭的，电力线是不封闭的D. 电力线封闭，磁力线不封闭7 坡印廷矢量的方向表示_C_方向。A 电场 B. 磁场 C. 能流 D. 坐标8 在贴片天线中，贴片满足的边界条件是：CA 法向电场为零 B. 法向电场连续 C切向电场为零 D切向电场连续9 在一个静电场中，良导体表面的电场方向与导体该点的法向方向的关系是：AA 平行 B. 垂直 C. 既不平行也不垂直 D. 不能确定10 根据唯一性定理，在计算时变电磁场时必须满足：DA 给定边界上的 B 给定边界上的C 给定一部分边界上的和另一部份的D 给定一部分边界上的和另一部份的11 对于理想介质中的平面

4、波，在x方向的场分量为，其等相面是_B_的平面。A 等于常数 B. 等于常数 C. 等于常数 D. 等于常数12 卫星通信中，对电磁波的频率要求为：BA 没有限制 B. 必须高于9MHz C. 波长从0.2mm-30km D. 必须高于9GHz13 现代战争中都采用_B_天线进行电子侦察和实施电子干扰，这种极化天线同样也有许多民用方面的应用。A 线极化 B. 圆极化 C. 双极化 D. 椭圆极化14 垂直极化斜入射的合成波场表达式为，其传播方向为：DA +y B. +z C. -z D. +x 15 使用专用盘子盛牛排到微波炉中加热，加热过程中只有牛排被烧熟而盘子未烧毁，原因在于：DA 盘子的

5、磁导率大 B 盘子的电导率大 C 盘子的相对介电常数大D 电磁波在盘子中的集肤深度大1. D 2. D 3. C 4. D 5. D 6. C 7. C 8. C 9. A 10. D 11. B 12. B 13. B 14. D 15. D 二 填空题（15分，每空1分）1 因为电场强度与入射面相_（1）_，TE波又被称为_（2）_极化电磁波。2 假设电场强度为的电磁波在某波导中传播，该电磁波的传播方向为（3） ，幅值为 （4） ，为当波导的电导率时，在y=0的平面上，其热损耗为（5） 。3 某简单媒质的复介电常数是（），该介质是 （6） （A.有耗，B.无耗）介质，其电导率是 （7） 。

6、4 Maxwell方程组一共由 （8） 个方程组成，其中， （9） 个方程是独立的。5 平面波在自由空间（空气）中的波阻抗是 （10） ，当此空间被的理想介质完全填充时，传播在其中的电磁波的波阻抗变为 （11） 。6 自由空间（空气）中的平面波是 （12） （A.TE B.TM C.TEM）波，当该平面波垂直入射到导体平面时，它是 （13） 波。（A.TE B.TM C.TEM）7 某时刻，它是一种 （14） 波，它的 （15） 。（1） 垂直 （2） 垂直 （3） z （4） （5） 4.5 （6） A （或 有耗） （7） （或 ,或 或1/60 或0.0167）（注：写为正确，写为错误）

7、（8） 5（或 4） （注：如果是5，（9）的答案为3；如果是4，（9）的答案为2，否则错误） （9） 3（或 2） （10）377（或 120 或 ）（注： 写明公式，若写为正确，写为错误； 未写明公式，只写出而不是不给分）（11）188.5（或60或 或 或 ） （12）C （或TEM） （13）C （或TEM） （14）驻波 （15）0 三 判断题（10分，每题2分）1 电磁波的速度不会大于光速（ ）；2 电容的大小与电压、电量、尺寸、介电常数、结构、导体间的距离有关（ ）；3 自然界中几乎所有的媒质都是色散媒质（ ）；4 电磁波只有自由空间（空气）中传播才是横波（ ）；5 当电磁波从光

8、密媒质入射到光疏媒质，且入射角等于或大于临界角时，会发生全反射；反之，当电磁波以布儒斯特角从光疏媒质入射到光密媒质时会发生全折射。（ ）；1. 2. 3. 4. 5. 或1. F 2. F 3. T 4. F 5. F 四 简答题（15分，任选1题，多做不加分，取最高分）1. 写出Maxwell方程组的时域表达式、频域表达式。2. 写出一般情形下两种媒质分界面上的边界条件。 3. 静电场中的导体有什么特征？注：（1）矢量表示为 均可。 （2）=； =，使用、表达和使用、表达皆可。4. 【解】时域： 频域 或者 频域（时变电磁场） 5. 【解】 代数式： 或者 矢量式： 6. 【解】（1）导体内

9、部各处电场强度均为0； （4分）（2）导体内部不存在任何净电荷 ，电荷都以面电流形式分布于导体表面；（4分） （3）导体为一等位体或等势体。 （3分）（4）导体表面切向电场为0，只有法向电场分量（4分）。 五 计算题（30分，每题10分，第1题为 必做题，2-5题 任选2题，多做不加分，取最高分）1. （必做题）已知一均匀平面波在某媒质中的电场强度矢量为：（1） 该电磁波沿什么方向传播？传播特点是什么？（2） 计算该电磁波的幅值（A）、相位（）、波长（）、频率（）、相速（）、波阻抗（）、波数（）。（3） 假设该媒质为非磁性媒质，即，请问该媒质的是多少？2. （选做题）一平行板电容器由两块导体圆

10、片构成，圆片半径为a，间距为d，da，其间填充介电常数为、磁导率为0的介质。在电容器中心加一正弦电压U=U0sint。（1） 求介质中的电场强度和磁场强度；（2） 求介质中位移电流总值，并证明它等于电容器的充电电流；（3） 设介质电导率为，求介质中传导电流与位移电流之比。若r=5.5，=10-3S/m，f=3106Hz，此比值多大？3. （选做题）如图1所示，一导体劈的劈角为直角，角区域内处有一点电荷q，设。（1） 该点电荷有几个镜像电荷？它们的电量分别是多少？（2） 计算出点的电位值。（3） 请在图中画出镜像电荷的位置（画在答题纸上）。4. （选做题）已知空气中一均匀平面波的磁场强度复矢量为

11、：，试求：（1） 波长，传播方向单位矢量及传播方向与z轴夹角；（2） 常数A；（3） 电场强度复矢量；5. （选做题）在空气中传播的一个平面波有下述两个分量：（1） 这是什么极化波？（2） 请写出该波磁场强度表达式。（3） 请求解该波所传输的平均功率密度。1（必做题）（10分）【解】 或 （2分）（1） 该电磁波的传播方向为+Z方向。 （1分）它是一种行驻波； （0.5分）（2） A= （0.5分） （0.5分） （0.5分） （1分）公式0.5分，结果0.5分 （1分）公式0.5分，结果0.5分 （1分）公式0.5分，结果0.5分 （1分）公式0.5分，结果0.5分（3） （） （1分）过程

12、0.5分，结果0.5分 2（选做题）（10分）【解】 (a) （2分）公式1分，结果1分 （1.5分）公式1分，结果0.5分 （0.5分） （0.5分）(b) （1.5分）公式1分，结果0.5分（注：必须计算出S的值，才得结果分） . 得证. （1分）(c) （1.5分）振幅 振幅 （1分） (0.5分) 3（选做题）（10分）【解】 （1） n=2， 2n-1=3，有3个镜像电荷 或 在图中画出3个点 （1分） 它们的电量分别是-q，q，-q 或 在图中标出电量 （3分） （2） （0.5分） （0.5分） （0.5分） （0.5分） （0.5分） （0.5分）（2） 图： （3分） 一个镜像点1分 4（选做题）（10分）【解】 （1） 由H的相位因子知， ，故， （1分）， （1分）（1分）设与夹角为，则， 或者 （1分）过程0.5分，结果0.5分（2） 根据 或 应有： （2分） （1分）（3） 或 （2分） （1分）5（选做题）（10分）【解】 （1） 右旋 （1分）椭圆极化波； （3分）（2） 电场强度二分量的复振幅是：则电场强度矢量为： 则磁场强度复矢量为： 或 （2分） （1分）其共轭复矢量为：平均功率密度为： （2分）或者 或 （上式拆成两步，各占1分） 或 （上式拆成两步，各占1分） （1分）专心-专注-专业