1081《电磁场与电磁波》大作业A 答案.pdf

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1、答：斜入射的均匀平面波都可以分解为两个正交的线极化波:一个极化方向与入射面垂直，称为垂直极化波；另一个极化方向在入射面内，称为平行极化波。3、矩形波导的传播特性参数有哪些答：传播常数、截止频率、相速度、群速度、波导波长、波阻抗等。4、阐述天线分类中的任意三种分类方式。西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷学号：姓名：层次：专升本类别：网教专业：电气工程及其自动化201 5 年12月课程名称【编号】：电磁场与电磁波【1081】A 卷答：按天线特性分类从方向性分：有强方向性天线、弱方向性天线、定向天线、全向天线、针状波束天线、扇形波束天线等。从极化特性分：

2、有线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。线极化天线又分为垂直极化和水平极化天线。从频带特性分：有窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线。按天线上电流分布分类有行波天线、驻波天线。按使用波段分类有长波、超长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线。题号得分一二三四五总分评卷人（横线以下为答题区）一、分析题（共 40 分，每题 10 分）二、计算题（共 60 分，每题 10 分）1、阐述任意理想介质中均匀平面电磁波的传播特性。答：（a）均匀平面电磁波的电场强度矢量和磁场强度矢量均与传播方向垂直，没有传播方向的分量，5、给定矢量A A e ex9e eye ez，B B 2e ex x4e e

3、y3e ez，求：(1)A A B B；(2)A AB B；(3)A AB B（1）3e ex13e ey 2e ez；（2）35；（3）31e ex5e ey14e ez即对于传播方向而言，电磁场只有横向分量，没有纵向分量。这种电磁波称为横电磁波或称为TEM 波。答：（b）电场、磁场和传播方向互相垂直，且满足右手定则。（c）电场和磁场相位相同，波阻抗为纯电阻性。（d）复坡印廷矢量为：(1)A A B B e ex9e eye ez 2e ex x 4e ey3e ez 3e ex13e ey 2e ez(2)A AB B e ex9e eye ez 2e ex x4e ey3e ez 236

4、3 35E0*jkzE02m11*-jkzS E EH H=e ex xE0ee ey ye e ez z222从而得坡印廷矢量的时间平均值为A AB B e ex9e eye ez2e ex x4e ey3e ez 1e ex2e eye ez91 31e ex5e ey14e ez43E02mSav ReS e ez z2平均功率密度为常数，表明与传播方向垂直的所有平面上，每单位面积通过的平均功率都相同，电磁波在传播过程中没有能量损失(沿传播方向电磁波无衰减)。(e)任意时刻电场能量密度和磁场能量密度相等，各为总电磁能量的一半。6、设(x,y,z)3x2y y3z2求在点 M(1,2,1)

5、处的。答：12e ex x9e ey y16e ez223 e ex xe ey ye ez z 6xye ex x3x 3y ze ey y2y e ez z 12e ex x9e ey y16e ezxyz7、一个半径为 a 的球体均匀分布着体电荷密度(C m)的电荷，球体内外介电常数均为0，求球体内外的电场强度及电位分布。32、斜入射的均匀平面波可以分解为哪两个正交的线极化波解：采用球坐标系分析本题（只涉及了一个变量半径r，并未涉及其他角度变量）。在 ra 的区域，高斯面是一个与这个球体相同球心，以 r 为半径的球面，所包围的电荷是a3，由式（），故感应电动势为44r2Eoa330 dd

6、t abB costcos00b)线圈以角速度绕 x 轴旋转时，法向单位矢量n n的方向随时间变化。在t时刻，n n与 y 轴的夹角0t,所以a3E Eoe e（V m）2r r30r求解电势：由于电荷分布在有限区域，可选无穷远点为参考点。则在 ra 时ora3E Eodr(V)30r解：导体球是等位体，所以球内各点的电位均为 U。球外的电位满足拉普拉斯方程两次积分，通解为8、单匝矩形线圈置于时变场B B e eyB0sint中，如图所示。初始时刻，线圈平面的法向单位矢量n n与y 轴成0角。求：a)线圈静止时的感应电动势；根据边界条件求常数，边界条件如下。(1)r=a 时=U.(2)r由上述边界条件，确定常数为：A=-aU,B=0,代入通解得10、半径为 a 的无限长直导线通有电流I,试计算导体内外的磁场强度。解：在H=在H=