电磁场与电磁波试卷与标准答案B

试卷编号： （ B ）卷

电磁场与电磁波 课程 课程类别：必、限、任 闭卷（ ）、开卷(范围)（仅限课本）： 考试日期： 2013-3 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 累分人签名 题分 3 得分 考生注意事项：1、本试卷共 3 页，总分 100 分，考试时间 120 分钟。

2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。

一． 单项选择题（30分，每题2分）

1． 相同场源条件下，磁媒质中的磁感应强度是真空中磁感应强度的______倍。

A、μrμ0 B、1/μrμ0 C、μr D、1/μr 2． 镜像法的依据是______。

学生签名： A. 唯一性定理 B. 电荷连续性 C. 电流连续性 D. 均不是 3． 电容器的大小______。

A. 与导体的形状有关 B. 与导体的形状无关 C. 与导体所带的电荷有关 D. 与导体所带的电荷无关

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______________，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

ˆxˆ，位于该平面表面上的某点的电场强度为E3yˆ，则它的切5． 假设某平面的法向为n向电场强度为：

ˆ C.E3zˆ B.E3xˆ3zˆ D.E3yˆ A.E3y6． 下列对磁力线和电力线描述正确的是：

A. 磁力线和电力线都是封闭的 B. 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． 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：

A. 平行 B. 垂直 C. 既不平行也不垂直 D. 不能确定 8． 下列关于电磁波的说法中正确的是：

A. 电磁波传播时需要介质；

B. 电磁波是沿某一特定方向在空间传播的； C. Maxwell方程组对电磁波的频率并没有；

D. 水波、声波是自然现象，而电磁波是人工制造出的现象； 9． 线性媒质是指：

A. 媒质的参数与位置无关 B. 媒质参数与场强大小无关 C. 媒质参数与场强的方向无关 D. 媒质参数与场强频率无关 10． 当导体劈的劈角为/n镜像电荷数N= 。

A. 2n-1 B. 2n C. 2n+1 D. n

11． 对于理想介质中的平面波电场强度E(t)Acos(tkz)，其等相面是_________的平面。

A． t等于常数 B. kz等于常数 C. A等于常数 D. E(t)等于常数 12． 以下速度中，可能大于光速的是：

A． 相速和群速 B. 相速和能速 C. 信号速度和能速 D. 信号速度和群速 13． 现代战争中都采用___________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EAejkxcoskz，其传播方向为：

A． -x B. +z C. -z D. +x 15． 电场对某一封闭曲面的积分为零，则闭合曲面中的电荷( )。

A. 不存在 B. 净电荷为0 C. 总电荷为正 D. 总电荷为负

二． 填空题（15分，每空1分）

1． 散度描述的是矢量场中各点的场量与 （1） 的关系；旋度 描述的是矢量场中各点的场量

与 （2） 的关系。如果矢量场所在的空间中，A0，则这种场中不可能存在 （3） ，

因而称为 （4） ；如果矢量场所在的空间中，A0，则这种场中不可能存在 （5） ，

因而称为 （6） ；

2． 因为电场强度与入射面相 （7） ，TM波又被称为 （8） 极化电磁波。

3． 某简单媒质的电参数是r1.5,1S/m，该媒质是 （9） （A.有耗，B.无耗）媒质。 4． 根据E矢量的端点轨迹形状，电磁波的极化可分为3种：（10）、（11）、（12）。 5． 场强度E 的大小与介质的介电常数ε （13） ，电位移矢量D 的大小与介质的介电常数

ε （14） 。磁场强度大小与磁媒质 （15） （A:有关；B:无关）。

三． 判断题（正确用√表示，错误用 × 表示）（10分，每题2分）

1． 任何介质的r都小于1（ ）；

2. 电容必须由两个导体组成，单独的导体无法形成电容（ ）； 3. 电磁波的穿透性很强，能穿透所有的物质（ ）； 4. 驻波不传输能量（ ）；

5. 电场强度的方向随时间变化的方式称为电磁波的极化（ ）。

四． 简答题（25分）

1. 什么是本构关系？请写出本构关系方程（10分）

2. 写出麦克斯韦方程组的微分形式，并简述方程的物理意义（10分）。 3. 描述静电场中的导体特征（5分）。

五． 计算题（20分，第一题8分，第二题12分）

1. 将下列场矢量的瞬时值变换为复矢量，或作相反的变换。

ˆE0sintkzyˆ3E0costkz； (a) EtxˆE0sint3E0cost(b) Etx； 6ˆjyˆe(c) Hxjkz；

ˆjH0ejkzsin。 (d) HyˆE0sintkz2. 已知自由空间某点的电场强度Etx(a) 磁场强度Ht；

(b) 坡印廷矢量St及其一周T=2π/ω内的平均值S

vVm，求

。

1. C 2. A 3. D 4. D 5. C 6. C 7. A 8. C 9. B 10. A 11. B 12. A 13. B 14. D 15. B

六． 填空题（15分，每空1分）

（1） 纵向分量（2） 横向分量 （3） 漩涡源 （4） 无旋场 （5） 通量源 （6） 无散场 （7） 平行 （8） 平行 （9） 有耗 （10） 圆极化 （11） 线极化 （12） 椭圆极化 （13） 有关 （14） 有关 （15） 有关

七． 判断题（10分，每题2分）

1. × 2. × 3. × 4. √ 5. √

八． 简答题（25分）

4. 什么是本构关系？请写出本构关系方程。（10分）

本构关系：表达场矢量间相互关系方程，它们与媒质特性有关，称为本构关系。 （4分）

对于简单媒质，本构关系是：

DE （2分）

BH （2分） JE （2分）

5. 写出麦克斯韦方程组的微分形式，并简述方程的物理意义。（10分）

EBt （1分） 法拉第定律，时变磁场将激发电场。（1分） Dt （1分） 全电流定律，电流和时变电场都将激发磁场。（1分）

HJDv （1分） 高斯定理，穿过任一封闭面的电通量都等于该面所包围的

自由电荷电量。（1分）

B0 （1分） 磁通连续性原理，穿过任一封闭面的磁通量恒等于0。（1

分）

Jvt （1分） 电荷守恒定律的电流连续性方程，说明任意点体电流密度

的散度就等于该点体电荷密度随时间的减少率。（1分）

6. 描述静电场中的导体特征。（5分）

（1）导体内部各处电场强度均为0； （2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；（1分） （3）导体为一等位体或等势体。 （1分）

（4）导体表面切向电场为0，只有法向电场分量（1分）。

九． 计算题（20分，第一题8分，第二题12分）

1． （a）（b）（c）（d）每题2分，其中，过程1分，答案正确1分。

xˆE0ejkzeE[解] (a)

j2ˆ3E0ejkzjxˆyˆ3E0ejkzy

jj3331162xˆE0eˆE0j3ˆE0Ex3E0exjj2222 (b)

ˆcostkzyˆcostkzxˆcostkzyˆsintkzHtx2(c) ˆH0costkzsinyˆH0sintkzsinHty2(d)

2． [解]

ˆE0eEx(a）

H

jkzej2 (2分)

10ˆEz10ˆE0eyjkzej2 （2分）

jtHtReHe(1分）ˆyEˆ0sintkz（E0costkzy1分）020 k0式中

k000000 （1分）

StEtHtEˆyˆˆ01cos2tkzxsintkzz2（2分）2E02（1分）(b)

0Sav1TT0StdtzˆE2020

20

1分）1分） （（