电磁场考试试题及参考答案
电磁场与电磁波单元测试题及答案
《电磁场与电磁波》单元测试一(适用于电子、电科2009级本科)1.在直角坐标系中,试将微分形式的麦克斯韦方程写成8个标量方程。
2.计算)1(3rr ∇⋅∇。
3.试由微分形式麦克斯韦方程组,导出电流连续性方程。
4.求矢量2x y x xy =+A e e 沿圆周222x y a +=的线积分,再计算∇⨯A 对此圆面积的积分。
5.真空中无限长的宽度为a 的平板上电荷密度为ρs ,求空间任一点上的电场强度。
(提示:无限长窄条,可看成无限长的线电荷)第5题图6.真空中一半径为a 的无限长圆柱体中,电流沿轴向流动,电流分布为220aJ J ρz e =,求磁感应强度。
7.证明=0A ∇⋅∇⨯在普遍意义下成立。
答案1、在直角坐标系中,试将微分形式的麦克斯韦方程写成8个标量方程。
解:高斯通量定理和磁通连续性原理分别是两个标量方程:0 , =∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂zB y B x Bz D y D x D z y x z y x ρ 法拉第电磁感应定律可以写成3个标量方程:tB y E x E t B x E z E t B z E y E z x y y z x x y z ∂∂-=∂∂-∂∂∂∂-=∂∂-∂∂∂∂-=∂∂-∂∂ ,, 全电流定律也可以写成3个标量方程:tH J y H x H t D J x H z H t D J z H y H zz x y y y z x x x y z ∂∂+=∂∂-∂∂∂∂+=∂∂-∂∂∂∂+=∂∂-∂∂ ,, 共8个标量方程。
2、解:4343333)1(rr rr rr rr r r ⋅∇-=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-⋅-∇=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∇-⋅∇=∇⋅∇ ⎪⎭⎫⎝⎛⋅∇--=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∇+⋅∇-=r r r r r r r r 5444433113444543433433r r r r r r =⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅--=r r3、试由微分形式麦克斯韦方程组,导出电流连续性方程解:麦克斯韦方程组中微分形式的全电流定律为t∂∂+=⨯∇DJ H 对上式等号两边进行散度运算,由题1-2知,等号左边的散度为零,等号右边的散度亦应为零,即0)(=∇∂∂+∇=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∇⋅⋅⋅D J D J t t把微分形式的高斯通量定理 ∇ ⋅ D = ρ 代入上式,考虑到坐标变量和时间变量是相互独立的自变量,可得0=∂∂+∇⋅tρJ 4、求矢量2x y x xy =+A e e 沿圆周222x y a +=的线积分,再计算∇⨯A 对此圆面积的积分。
电磁场理论基础试题集
电磁场理论基础习题集(说明:加重的符号和上标有箭头的符号都表示矢量)一、填空题1.矢量场的散度定理为(1),斯托克斯定理为(2)。
【知识点】:1.2 【难易度】:C 【参考分】:3【答案】:(1)()∫∫⋅=⋅∇SS d A d A v v v ττ (2)()S d A l d A SCvv v v ⋅×∇=⋅∫∫2.矢量场A v满足(1)时,可用一个标量场的梯度表示。
【知识点】:1.4 【难易度】:C 【参考分】:1.5【答案】:(1) 0=×∇A v 3.真空中静电场的基本方程的积分形式为(1),(2),微分形式为(3),(4)。
【知识点】:3.2 【难易度】:B【参考分】:6【答案】:(1) 0=⋅∫c l d E v v (2) ∑∫=⋅q S d D Sv v 0(3) 0=×∇E v (4)()r D vv ρ=⋅∇04.电位移矢量D v 、极化强度P v 和电场强度E v满足关系(1)。
【知识点】:3.6 【难易度】:B【参考分】:1.5【答案】:(1) P E P D D vv v v v +=+=00ε 5.有面电流s 的不同介质分界面上,恒定磁场的边界条件为(1),(2)。
【知识点】:3.8 【难易度】:B【参考分】:3【答案】:(1) ()021=−⋅B B n v v v (2) ()s J H H n v v vv =−×21 6.焦耳定律的微分形式为(1)。
【知识点】:3.8 【难易度】:B 【参考分】:1.5【答案】:(1) 2E E J p γ=⋅=v v 7.磁场能量密度=m w (1),区域V中的总磁场能量为=m W (2)。
【知识点】:5.9 【难易度】:B 【参考分】:3【答案】:(1) 221H μ (2) ∫Vd H τμ2218.理想导体中,时变电磁场的=(1),=(2) 。
【知识点】:6.1 【难易度】:A 【参考分】:3【答案】:(1)0 (2)0 9.理想介质中,电磁波的传播速度由(1)决定,速度=v (2)。
电磁场与电磁波试题含答案
。
作用下,完全脱离分子的内部束缚力时,我们把这种
二、简述题
(每小题 5 分,共 20 分)
11.简述恒定磁场的性质,并写出其两个基本方程。 12.试写出在理想导体表面电位所满足的边界条件。 13.试简述静电平衡状态下带电导体的性质。 14.什么是色散?色散将对信号产生什么影响?
三、计算题
(每小题 10 分,共 30 分)
2 3 z 15.标量场 x, y, z x y e ,在点 P1,1,0 处
7
(1)求出其梯度的大小 (2)求梯度的方向 16.矢量
ˆ x 2e ˆy Ae
ˆ x 3e ˆ z ,求 B , e
(1) A B (2) A B 17.矢量场 A 的表达式为
(1) 写出电场强度和磁场强度的复数表达式
1 S av E0 H 0 cos( e m ) 2 (2) 证明其坡印廷矢量的平均值为:
五、综合题 (10 分)
21.设沿 z 方向传播的均匀平面电磁波垂直入射到理想导体,如图 2 所示,该电磁波电场
ˆ x E0 e jz Ee 只有 x 分量即
4.在理想导体的表面, 的切向分量等于零。
A 5.矢量场 (r ) 穿过闭合曲面 S 的通量的表达式为:
6.电磁波从一种媒质入射到理想 表面时,电磁波将发生全反射。 。 7.静电场是无旋场,故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 8.如果两个不等于零的矢量的
。
等于零,则此两个矢量必然相互垂直。 关系。 函
区域 1 图2
区域 2
《电磁场与电磁波》试题(4)
一、填空题(每小题 1 分,共 10 分) ˆ ˆ ˆ A 1.矢量 e x e y e z 的大小为
电磁场考试试题及答案
电磁场考试试题及答案一、选择题1. 下列哪个物理量不是描述电磁场的基本量?A. 电场强度B. 磁感应强度C. 电势D. 磁化强度2. 静电场的本质特征是:A. 磁场产生于电场B. 电场产生于静电荷C. 电场与磁场相互作用D. 电场与静电荷相互作用3. 关于电磁场的能量密度,以下说法正确的是:A. 电磁场的能量密度只与电场强度有关B. 电磁场的能量密度只与磁感应强度有关C. 电磁场的能量密度与电场和磁感应强度都有关D. 电磁场的能量密度与电荷和电流有关4. 电磁波中电场和磁场的相互关系是:A. 电场和磁场以90°的相位差波动B. 电场和磁场以180°的相位差波动C. 电场和磁场处于同相位波动D. 电场和磁场没有固定的相位关系5. 有一根长直导线,通有电流,要使其产生的磁场最强,应将观察点放置在:A. 导线的外侧B. 导线的内侧C. 导线的中央D. 对称轴上二、填空题1. 电荷为2μC的点电荷在距离它10cm处的电场强度大小为______ N/C。
2. 一根长度为50cm的直导线通有5A的电流,它产生的磁感应强度大小为______ T。
三、简答题1. 什么是电磁场?它的基本特征是什么?电磁场是一种通过电荷和电流相互作用而产生的物质场。
它基于电荷和电流的特性,表现为电场和磁场的存在和相互作用。
电磁场的基本特征包括:电场与静电荷相互作用,磁场与电流相互作用,电磁场遵循麦克斯韦方程组等。
2. 电场与磁场有何区别和联系?电场是由电荷产生的一种物质场,描述电荷对其他电荷施加的作用力的特性。
而磁场则是由电流产生的一种物质场,描述电流对其他电流施加的作用力的特性。
电场和磁场之间存在密切的联系,根据麦克斯韦方程组的推导可知,变化的电场会产生磁场,而变化的磁场也会产生电场。
3. 什么是电磁波?其特点是什么?电磁波是由电场和磁场相互耦合在空间中传播的波动现象。
其特点包括:- 电磁波是横波,电场与磁场的振动方向垂直于波传播方向。
《电磁场与电磁波》试题8及答案
6.两相距很近的等值异性的点电荷称为。
7.恒定磁场是场,故磁感应强度沿任一闭合曲面的积分等于零。
8.如果两个不等于零的矢量的叉积等于零,则此两个矢量必然相互。
9.对平面电磁波而言,其电场、磁场和波的三者符合右手螺旋关系。
10.由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是连续的场,因此,它可用磁矢位函数的来表示。
(2)求出媒质1中电磁波的相速。
解
(1)媒质2电磁波的波阻抗
(2)媒质1中电磁波的相速
(2)矢量场 的在点 处的大小
解:
(1)
(2)矢量场 的在点 处的大小为:
(3分)
(2分)
四、应用题(每小题10分,共30分)
18.自由空间中一点电荷电量为2C,位于 处,设观察点位于 处,求
(1)观察点处的电位
(2)观察点处的电场强度。
解:
(1)任意点 处的电位
(3分)
将观察点代入
(2分)
(2)
源点位置矢量
设上极板的电荷密度为 ,则
(1分)
极板上的电荷密度与电场法向分量的关系为
(2分)
由于平行板间为均匀电场,故
(2分)
(2)由:
(3分)
将上面电场代入得:
(2分)
五、综合题(10分)
21.平面电磁波在 的媒质1中沿 方向传播,在 处垂直入射到 的媒质2中, 。极化为 方向,如图3所示。
(1)求出媒质2电磁波的波阻抗;
(1)电容器间电场强度;
(2)电容器极板间电压。
五、综合题(10分)
21.平面电磁波在 的媒质1中沿 方向传播,在 处垂直入射到 的媒质2中, 。
极化为 方向,如图3所示。
大学电磁学试题及答案
大学电磁学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是电磁场的性质?A. 磁场比电场强B. 磁场可以存储能量C. 磁场的形状与电流的形状无关D. 磁场可以做功2. 下列哪个不是电场的性质?A. 电场是矢量场B. 电场可以存储能量C. 电场的形状与电荷的分布有关D. 电场可以做功3. 以下哪个定理描述了电场的闭合性?A. 麦克斯韦方程组B. 电场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 电场能量密度定理4. 以下哪个定理描述了磁场的无源性?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理5. 在匀强电场中沿着电场方向移动电荷,电荷所受的力是:A. 垂直于电场方向的力B. 与电场方向相反的力C. 与电场方向相同的力D. 没有受力6. 以下哪个定理描述了磁场的涡旋性?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 磁场能量密度定理7. 当通过匀强磁场的导线以垂直于磁场方向的速度运动时,导线中将感应出电动势。
这个现象被称为:A. 法拉第现象B. 洛伦兹力C. 磁通量D. 磁感应强度8. 以下哪个定理描述了电磁感应现象?A. 麦克斯韦方程组B. 磁场强度叠加定理C. 安培环路定理D. 法拉第定律9. 高频交流电的传输会存在什么现象?A. 电流大于电压B. 电流和电压同相C. 电流小于电压D. 电流和电压反相10. 在电磁波中,电场和磁场之间的关系是:A. 电场和磁场互相作用B. 电场和磁场无关联C. 电场和磁场相互垂直D. 电场和磁场相互平行二、解答题1. 描述安培环路定理的表达式以及其含义。
安培环路定理的表达式是:$\oint \mathbf{B}\cdot d\mathbf{l} =\mu_0I_{\text{enc}}$。
该定理表示通过某一闭合回路的磁感应强度的环路积分等于该回路所围绕的电流的总和与真空中的磁导率的乘积。
即磁场的闭合性质。
2. 描述麦克斯韦方程组中法拉第电磁感应定律的表达式以及其含义。
(完整版)电磁场试题及答案
(完整版)电磁场试题及答案⼀、填空1.⽅程▽2φ=0称为静电场的(拉普拉斯(微分))⽅程2.在静电平衡条件下,导体内部的电场强度E 为(0)3.线性导电媒质是指电导率不随(空间位置)变化⽽变化4.局外电场是由(局外⼒)做功产⽣的电场5.电感线圈中的磁场能量与电流的平⽅(成正⽐)6.均匀平⾯电磁波中,E 和I 均与波的传播⽅向(垂直)7.良导体的衰减常数α≈(β≈2ωµγ) 8.真空中,恒定磁场安培环路定理的微分形式(▽x B=0µJ ) 9.在库伦规范和⽆穷远参考点前提下,⾯电流分布的⽮量的磁位公式(A=?RIdl 40πµ)公式3-43 10.在导体中,电场⼒移动电荷所做的功转化为(热能)11. 在静电平衡条件下,由导体中E=0,可以得出导体内部电位的梯度为(0 )(p4页)12.电源以外的恒定电场中,电位函数满⾜的偏微分⽅程为----- (p26页)13.在⽆源⾃由空间中,阿拉贝尔⽅程可简化为----------波动⽅程。
瞬时值⽮量齐次(p145页)14.定义位移电流密度的微分表达式为------------ t ??D =0εt ??E +tP ?? (p123页) 15.设电场强度E=4,则0 P12页16.在单位时间内,电磁场通过导体表⾯流⼊导体内部的能量等于导线电阻消耗的(热能)17.某⼀⽮量场,其旋度处处为零,则这个⽮量场可以表⽰成某⼀标量函数的(梯度)18.电流连续性⽅程的积分形式为(s dS j =-dtdq ) 19.两个同性电荷之间的作⽤⼒是(相互排斥的)20.单位⾯积上的电荷多少称为(⾯电荷密度)21.静电场中,导体表⾯的电场强度的边界条件是:(D1n-D2n=ρs )22.⽮量磁位A 和磁感应强度B 之间的关系式:( =▽ x )23.E (Z ,t )=e x E m sin (wt-kz-错误!未找到引⽤源。
)+ e y E m cos (wt-kz+错误!未找到引⽤源。
电磁波与电磁场期末复习题(试题+答案)
电磁波与电磁场期末复习题(试题+答案)电磁波与电磁场期末试题一、填空题(20分)1.旋度矢量的散度恒等与零,梯度矢量的旋度恒等与零。
2.在理想导体与介质分界面上,法线矢量n r由理想导体2指向介质1,则磁场满足的边界条件:01=?B n ρρ,s J H n =?1ρρ。
3.在静电场中,导体表面的电荷密度σ与导体外的电位函数?满足的关系式n ??=?εσ-。
4.极化介质体积内的束缚电荷密度σ与极化强度P 之间的关系式为P ?-?=σ。
5.在解析法求解静态场的边值问题中,分离变量法是求解拉普拉斯方程的最基本方法;在某些特定情况下,还可用镜像法求拉普拉斯方程的特解。
6.若密绕的线圈匝数为N ,则产生的磁通为单匝时的N 倍,其自感为单匝的2N 倍。
7.麦克斯韦关于位移电流的假说反映出变化的电场要产生磁场。
8.表征时变场中电磁能量的守恒关系是坡印廷定理。
9.如果将导波装置的两端短路,使电磁波在两端来回反射以产生振荡的装置称为谐振腔。
10.写出下列两种情况下,介电常数为ε的均匀无界媒质中电场强度的量值随距离r 的变化规律:带电金属球(带电荷量为Q )E = 24r Qπε;无限长线电荷(电荷线密度为λ)E =r2。
11.电介质的极性分子在无外电场作用下,所有正、负电荷的作用中心不相重合,而形成电偶极子,但由于电偶极矩方向不规则,电偶极矩的矢量和为零。
在外电场作用下,极性分子的电矩发生转向,使电偶极矩的矢量和不再为零,而产生极化。
12.根据场的唯一性定理在静态场的边值问题中,只要满足给定的边界条件,则泊松方程或拉普拉斯方程的解是唯一的。
二、判断题(每空2分,共10分)1.应用分离变量法求解电、磁场问题时,要求整个场域内媒质必须是均匀、线性的。
(×)2.一个点电荷Q 放在球形高斯面中心处。
如果此电荷被移开原来的球心,但仍在球内,则通过这个球面的电通量将会改变。
(×)3.在线性磁介质中,由IL ψ=的关系可知,电感系数不仅与导线的几何尺寸、材料特性有关,还与通过线圈的电流有关。
高三物理电磁场与电磁波试题
高三物理电磁场与电磁波试题1.下面说法正确的是 [ ]A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定磁场D.均匀变化的电场和磁场互相激发,形成由近及远传播的电磁波【答案】AC【解析】恒定电流在周围空间产生的磁场是稳定不变的.静止的电荷能够在周围空间产生稳定的电场,不能产生磁场.变化的电场和磁场互相激发,形成由近及远传播的电磁波稳定的电流周围形成稳定的磁场,所以A对;均匀变化的电场周围有稳定的磁场,B错;C对;均匀变化的电场产生稳定的磁场,而稳定的磁场不能产生电场,所以不能互相激发,故D错。
所以答案选AC.【考点】电磁波的产生原理点评:麦克斯韦电磁场理论:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,所谓的稳定的电场相当于静止的电荷产生的静电场,而均匀变化的电场相当于稳恒电流,也就是定向移动的电荷,根据进一步对麦克斯韦电磁理论的理解进行解析。
2.建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是 [ ]A.法拉第B.奥斯特C.赫兹D.麦克斯韦【答案】D【解析】法拉第发现了法拉第电磁感应定律,奥斯特发现了电流的磁效应,麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在,而赫兹用实验验证了电磁波的存在.法拉第发现了法拉第电磁感应定律,故A错误.奥斯特发现了电流的磁效应,故B错误.赫兹用实验验证了电磁波的存在,故C错误.麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在,故D正确.故D正确.【考点】物理学史点评:电磁这部分涉及到的物理人物很多,所以要多看课本,强化记忆,从人物发现规律的历史背景去记忆会容易些,这是高考必考的知识点。
3.某电磁波从真空中进入介质后,发生变化的物理量有 [ ]A.波长和频率B.波长和波速C.频率和波速D.频率和能量【答案】B【解析】电磁波从真空进入介质,频率不变,波速变化,根据λ=判断波长的变化.根据E=hγ判断能量的变化.频率由波本身性质决定,与介质无关,所以电磁波从真空中进入介质后,频率不变,波速减小,根据λ=知波长变短.根据E=hγ知,能量不变.故B正确,A、C、D错误.故选B.【考点】电磁波的传播波长、波速和频率的关系点评:本题关键抓住电磁波特性:电磁波从一种介质进入另一种介质时,频率不变,波速改变4.如图为某LC振荡电路中电容器两板间的电势差U随时间t的变化规律,由图可知[ ]A.时刻电路中的磁场能最小B.时刻电路中的磁场能最小C.从到时间内,电流不断减小D.在到时间内,电容器正在充电【答案】AD【解析】电路中由L与C构成的振荡电路,在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程.电量体现电场能,电流体现磁场能.在t1时刻,电路中的q最大,说明还没放电,所以电路中无电流,则磁场能最小.故A正确;B 错误;在t1到t2时刻电路中的q不断减小,说明电容器在不断放电,由于线圈作用,电路中的电流在不断增加.故C不正确;在t2到t3时刻电路中的q不断增加,说明电容器在不断充电,故D正确;故选:AD【考点】LC振荡电路能量的转化点评:电容器具有储存电荷的作用,而线圈对电流有阻碍作用5.下列说法中错误的是[ ]A.电磁波又叫无线电波B.电磁波的传播不需要任何介质C.电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程D.电磁波在各种介质中传播速率都相等【答案】BC【解析】无线电波属于电磁波的一种,故A错;电磁波是由电磁场相互激发向远处传播的,所以不需要介质,B对;电磁波的传播过程中电场能和磁场能也随着传向了远方,所以电磁波传播的是能量,C对;电磁波的传播速度和频率、介质都有关系,所以在不同介质中电磁波传播速度不同,D错。
电磁测试题及答案
电磁测试题及答案一、选择题1. 电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,这是因为电磁波是:A. 机械波B. 电磁场的振动C. 粒子波D. 声波答案:B2. 根据麦克斯韦方程组,以下哪个不是电磁波的基本性质?A. 电磁波在真空中的速度是恒定的B. 电磁波具有波粒二象性C. 电磁波的频率和波长成反比D. 电磁波可以携带能量答案:C二、填空题3. 电磁波的频率与波长的关系可以用公式________表示。
答案:\( c = \lambda \nu \)4. 电磁波谱中,波长最短的是________,波长最长的是________。
答案:伽马射线;无线电波三、简答题5. 简述电磁波的产生原理。
答案:电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的。
当电荷加速运动时,会在周围产生变化的电场,而变化的电场又会产生变化的磁场,反之亦然。
这种相互作用的电场和磁场以波的形式向外传播,形成电磁波。
6. 描述电磁波在不同介质中的传播速度。
答案:电磁波在不同介质中的传播速度取决于介质的电磁特性。
在真空中,电磁波的速度是光速,约为 \(3 \times 10^8\) 米/秒。
在其他介质中,电磁波的速度会因为介质的折射率而减小。
折射率越大,电磁波的传播速度越慢。
四、计算题7. 如果一个电磁波的频率为 100 MHz,求其在真空中的波长。
答案:根据公式 \( c = \lambda \nu \),其中 \( c \) 是光速,\( \lambda \) 是波长,\( \nu \) 是频率。
将给定的频率 \( \nu = 100 \) MHz 转换为赫兹,即 \( 100 \times 10^6 \) Hz。
代入公式得 \( \lambda = \frac{c}{\nu} = \frac{3 \times 10^8}{100\times 10^6} = 3 \) 米。
8. 一个电磁波在介质中的传播速度为 \( 2 \times 10^8 \) 米/秒,已知其在真空中的频率为 50 MHz,求该电磁波在介质中的波长。
电磁场试题含答案
ˆ V/m,则位移电流密度 14、 空气中的电场强度 E 10 sin( 2t z ) x J d = 20 0 cos (2t z ) x _A/m2。
15、在线形和各向同性的导电媒质中,电流密度 J 、电导率 和电场强度 E 之间的关系 为 J E ,此关系式称为欧姆定律的微分形式。 16、在两种媒质分界面的两侧,电场 E 的切向分量 E1t-E2t=_0_;而磁场 B 的法向 分量 B1n-B2n=_0_。 三、判断与选择(判断题正确时在括号内打√,错题打╳,选择题直接选) 1.电场强度相同的地方电位也一定相等。 ( × ) 2.电力线与磁力线在任何情况下都相互垂直。 ( × ) 3.电感的大小由流过导体的电流确定。 ( × ) 4.电场磁场在通过不同媒质界面会发生突变。 ( √ ) 5.任意时变电磁场在空间都形成电磁波。 ( × ) 6.电场强度相同的地方电位不一定相等。 ( √ ) 7.电容的大小由导体的电位确定。 ( × ) 8.在通电线圈旁放一铜块,对线圈的自感几乎无影响。 ( √ ) 9.静电场中放入导体将改变原电场分布。 ( √ ) 10.静电场中若放入介质,则原电场不会发生变化。 ( × ) 11.电位为零的导体都不带电。 ( × ) 12.静电场中电场强度与导体表面处处垂直。 ( √ ) 13.恒定电场导体内部没有电荷没有电场 ( × ) 14.电容的大小由导体的电位确定。 ( × ) 15.静态场中,如果边界条件确定,则空间各处的场就唯一确定。 ( √ ) 16.静电场中导体和介质都要受电场力的作用。 ( √ ) 17.当电位不变时,带电体受电场力作用发生位移时,电场能量会增加。( × ) 18.当电荷不变时,带电体受电场力作用发生位移时,电场能量回减少。( √ ) 19.当电流不变时,通电导体受磁场力作用发生位移时,磁场能量增加。( × ) 20.当磁链不变时,通电导体受磁场力作用发生位移时,磁场能量减少。( × ) 21.用镜像法分析稳态电磁场的依据是唯一性定理。 ( √ ) 22.场强大的地方电位一定高。 ( × ) 四选择题: 1、恒定电场中,已知在两种不同媒质的分界面上,E2 平行于分界面,那么这两种媒质
电磁场期末考试试题及答案
电磁场期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 麦克斯韦方程组包括以下哪四个方程?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定律D. 所有上述选项答案:D2. 电磁波在真空中传播的速度是多少?A. 299792458 m/sB. 300000000 m/sC. 3×10^8 m/sD. 3×10^5 km/s答案:C3. 以下哪个不是电磁波的类型?A. 无线电波B. 微波C. 光波D. 声波答案:D4. 电磁波的频率和波长之间有什么关系?A. 频率与波长成反比B. 频率与波长相等C. 频率与波长成正比D. 没有关系答案:A5. 什么是电磁感应?A. 电流通过导线产生磁场B. 磁场变化产生电流C. 电流变化产生磁场D. 磁场变化产生电压答案:B6. 以下哪个不是电磁场的基本性质?A. 能量守恒B. 动量守恒C. 电荷守恒D. 质量守恒答案:D7. 什么是洛伦兹力?A. 电荷在电场中受到的力B. 电荷在磁场中受到的力C. 电荷在电场和磁场中受到的合力D. 电荷在磁场中受到的力,与电荷速度成正比答案:C8. 电磁波的偏振是指什么?A. 电磁波的传播方向B. 电磁波的振动方向C. 电磁波的频率D. 电磁波的波长答案:B9. 什么是电磁波的反射?A. 电磁波在不同介质界面上部分能量返回原介质的现象B. 电磁波在不同介质界面上全部能量返回原介质的现象C. 电磁波在不同介质界面上部分能量进入新介质的现象D. 电磁波在不同介质界面上全部能量进入新介质的现象答案:A10. 什么是电磁波的折射?A. 电磁波在不同介质界面上传播方向的改变B. 电磁波在不同介质界面上频率的改变C. 电磁波在不同介质界面上波长的改变D. 电磁波在不同介质界面上振幅的改变答案:A二、填空题(每空2分,共20分)11. 根据法拉第电磁感应定律,当磁通量变化时,会在闭合电路中产生_______。
答案:感应电动势12. 麦克斯韦方程组中,描述电场与电荷关系的方程是_______。
《电磁场与电磁波》试题含答案
ρ V ,电位
3.时变电磁场中,坡印廷矢量的数学表达式为 4.在理想导体的表面,电场强度的
5.表达式
� � � ( ) A r ⋅ d S ∫
S
� � A 称为矢量场 ( r ) 穿过闭合曲面 S 的
。 。 。 。 。 场,因此,它可用磁矢
6.电磁波从一种媒质入射到理想导体表面时,电磁波将发生 7.静电场是保守场,故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 8.如果两个不等于零的矢量的点积等于零,则此两个矢量必然相互 9.对横电磁波而言,在波的传播方向上电场、磁场分量为 10.由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是 位函数的旋度来表示。
5.在无源区域中,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,使电磁场以 播出去,即电磁波。 6.随时间变化的电磁场称为 场。 。
的形式传
7.从场角度来讲,电流是电流密度矢量场的
8.一个微小电流环,设其半径为 a 、电流为 I ,则磁偶极矩矢量的大小为 9.电介质中的束缚电荷在外加
。
作用下,完全脱离分子的内部束缚力时,我们把这种
18.均匀带电导体球,半径为 a ,带电量为 Q 。试求 (1) 球内任一点的电场强度 (2) 球外任一点的电位移矢量。 19.设无限长直导线与矩形回路共面, (如图 1 所示) , (1)判断通过矩形回路中的磁感应强度的方向(在图中标出) ; (2)设矩形回路的法向为穿出纸面,求通过矩形回路中的磁通量。
《电磁场与电磁波》试题 1
填空题(每小题 1 分,共 10 分)
1.在均匀各向同性线性媒质中,设媒质的导磁率为 µ ,则磁感应强度 B 和磁场 H 满足的 方程为: 。
2
�
�
2.设线性各向同性的均匀媒质中, ∇ φ = 0 称为
电磁场与电磁波期末考试复习试题4套(部分含答案)
电磁场与电磁波期末考试复习资料11.圆柱坐标系中单位矢量,。
2.对于矢量A ,若,则=+∙y x a y x a x )(2,=⨯x z a y a x 2。
3.给定两个矢量z y x a a a A 32-+=,z y a a B +-=4,则矢量A 的单位矢量为,矢量B A ⋅=。
4.已知直角坐标系中点P 1(5,-2,1),P 2(3,1,2),则P1的位置矢量为,P1到P2的距离矢量为。
5.已知球坐标系中单位矢量。
6.在两半无限大导电平面组成的直角劈形中间放置一点电荷,此时点电荷的镜像电荷个数为。
7.点电荷q 在自由空间任一点r 处电场强度为。
8.静电场中导体内的电场为,电场强度与电位函数的关系为。
9.高斯散度定理的积分式为,它广泛的用于将一个封闭面积分变成等价的体积分,或者将一个体积分变成等价的封闭面积分。
10.已知任意一个矢量场A ,则其旋度的散度为。
11.真空中静电场的基本方程的微分形式为、、。
12.分析恒定磁场时,在无界真空中,两个基本场变量为,它们之间的关系为。
13.斯托克斯定理为,它表明矢量场A 的旋度沿曲面S 的方向分量的面积分等于该矢量沿围绕此面积曲线边界的线积分。
14.任意一个标量场u ,则其梯度的旋度为。
15.对于某一矢量 ,它的散度定义式为,用哈密顿算子表示为。
16.介质中静电场的基本方程的积分式为,,。
17.介质中恒定磁场的基本方程的微分形式为、、。
18.介质中恒定磁场的基本方程的积分式为,,。
19.静电场中两种介质分界面的边界条件是,。
20.在无限大的导体平面上方d 处放一点电荷q ,则其镜像电荷电量为,位置位于;如果一个点电荷置于两平行导体中间,则此点电荷有镜像电荷。
21.矢量场223z a yz a y x a A z y x ++=在点P(1,1,0)的散度为。
22.一个半径为a 的接地导体球,一点电荷q 位于距球心d 处,则其镜像电荷带电量为,位置位于;当点电荷q 向无限远处运动时,其镜像电荷向运动。
全国4月高等教育自学考试电磁场试题及答案解析
全国2018年4月高等教育自学考试电磁场试题课程代码:02305一、单项选择题(本大题共15小题,第1~4题,每小题1分,第5~11题,每小题2分,第12~15题,每小题3分,共30分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.静电场中试验电荷受到的作用力大小与试验电荷的电量()A.成反比B.成平方关系C.成正比D.无关2.导体在静电平衡下,其内部电场强度()A.为常数B.为零C.不为零D.不确定3.真空中磁导率的数值为()A.4π×10-5H/mB.4π×10-6H/mC.4π×10-7H/mD.4π×10-8H/m4.磁通Φ的单位为()A.特斯拉B.韦伯C.库仑D.安匝5.矢量磁位的旋度是()A.磁感应强度B.磁通量C.电场强度D.磁场强度6.真空中介电常数ε0的值为()A.8.85×10-9F/mB.8.85×10-10F/mC.8.85×10-11F/mD.8.85×10-12F/m7.若电介质中的极化强度矢量和电场强度成正比关系,则称这种电介质为()A.均匀的B.各向同性的C.线性的D.可极化的8.均匀导电媒质是指其电导率无关于()A.电流密度B.空间位置C.时间D.温度9.交变电磁场中,回路感应电动势与回路材料电导率的关系为()A.电导率越大,感应电动势越大B.电导率越小,感应电动势越大C.电导率越大,感应电动势越小D.感应电动势大小与导电率无关10.下面说法正确的是()A.凡是有磁场的区域都存在磁场能量B.仅在无源区域存在磁场能量C.仅在有源区域存在磁场能量D.在无源、有源区域均不存在磁场能量11.真空中均匀平面波的波阻抗为()A.377ΩB.237ΩC.277ΩD.337Ω12.磁感应强度B与磁场强度H的一般关系为()A.H=μBB.B=μHC.H=μrBD.B=μ0H13.平板电容器的电容量与极板间的距离()A.成正比B.成反比C.成平方关系D.无关14.在磁场B中运动的电荷会受到洛仑兹力F的作用,F与B的空间位置关系()A.是任意的B.相互垂直C.同向平行D.反向平行15.相同尺寸和匝数的空心线圈的电感系数与铁心线圈的电感系数之比()A.大于1B.等于1C.小于1D.无确定关系二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)16.静止电荷所产生的电场,称之为_______。
电磁场与电磁波试题与答案
电磁场与微波技术基础试题一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题2分,共20分)1.设一个矢量场 =x x+2y y+3z z,则散度为( )A. 0B. 2C. 3D. 62.人们规定电流的方向是( )运动方向。
A.电子B.离子C.正电荷D.负电荷3.在物质中没有自由电子,称这种物质为( )A.导体B.半导体C.绝缘体D.等离子体4.静电场能量的来源是( )A.损耗B.感应C.极化D.做功5.对于各向同性介质,若介电常数为ε,则能量密度we为( )A. •B. E2C. εE2D. εE26.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7.电矩为的电偶极子在均匀电场中所受的作用力和库仑力矩为( )A. =0,Tq= •B. =0, = ×C. = • ,= ×D. = • , =08.在 =0的磁介质区域中的磁场满足下列方程( )A. × =0, • =0B. × ≠0, • ≠0C. × ≠0, • =0D. × =0, • ≠09.洛伦兹条件人为地规定的( )A.散度B.旋度C.源D.均不是10.传输线的工作状态与负载有关,当负载短路时,传输线工作在何种状态?( )A.行波B.驻波C.混合波D.都不是二、填空题(每空2分,共20分)1.两个矢量的乘法有______和______两种。
2.面电荷密度ρs( )的定义是______,用它来描述电荷在______的分布。
3.由库仑定律可知,电荷间作用力与电荷的大小成线性关系,因此电荷间的作用力可以用______原理来求。
4.矢量场的性质由它的______决定。
5.在静电场中,电位相同的点集合形成的面称为______。
6.永久磁铁所产生的磁场,称之为______。
7.在电场中电介质在外电场的作用下会产生______,使电场发生变化。
电磁场与电磁波试题及参考答案
2010-2011-2学期《电磁场与电磁波》课程考试试卷参考答案及评分标准命题教师:李学军 审题教师:米燕一、判断题(10分)(每题1分)1. 旋度就是任意方向的环量密度 ( × )2. 某一方向的的方向导数是描述标量场沿该方向的变化情况 ( √ )3. 点电荷仅仅指直径非常小的带电体 ( × )4. 静电场中介质的相对介电常数总是大于 1 ( √ )5. 静电场的电场力只能通过库仑定律进行计算 ( × )6. 理想介质和导电媒质都是色散媒质 ( × )7. 均匀平面电磁波在无耗媒质里电场强度和磁场强度保持同相位 ( √ )8. 复坡印廷矢量的模值是通过单位面积上的电磁功率 ( × )9. 在真空中电磁波的群速与相速的大小总是相同的 ( √ ) 10 趋肤深度是电磁波进入导体后能量衰减为零所能够达到的深度 ( × )二、选择填空(10分)1. 已知标量场u 的梯度为G ,则u 沿l 方向的方向导数为( B )。
A. G l ⋅B. 0G l ⋅ C. G l ⨯2. 半径为a 导体球,带电量为Q ,球外套有外半径为b ,介电常数为ε的同心介质球壳,壳外是空气,则介质球壳内的电场强度E 等于( C )。
A.24Q r π B. 204Q r πε C. 24Qr πε3. 一个半径为a 的均匀带电圆柱(无限长)的电荷密度是ρ,则圆柱体内的电场强度E 为( C )。
A. 22a E r ρε= B. 202r E a ρε= C. 02r E ρε=4. 半径为a 的无限长直导线,载有电流I ,则导体内的磁感应强度B 为( C )。
A.02Irμπ B. 02Ir a μπ C. 022Ir a μπ5. 已知复数场矢量0x e E =E ,则其瞬时值表述式为( B )。
A. ()0cos y x e E t ωϕ+B. ()0cos x x e E t ωϕ+C. ()0sin x x e E t ωϕ+ 6. 已知无界理想媒质(ε=9ε0, μ=μ0,σ=0)中正弦均匀平面电磁波的频率f=108 Hz ,则电磁波的波长为( C )。
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16.在给定参考点的情况下,库伦规范保证了矢量磁位的(散度为零)
17.在各向同性媚质中,磁场的辅助方程为(D=εE, B=μH, J=σE)
18.平面电磁波在空间任一点的电场强度和磁场强度都是距离
20.反映电磁场中能量守恒与转换规律的定理是坡印廷定理。
5.电场强度相同时,电介质中的电能体密度为什么比真空中的大
.因能量密度 而 ,所以在E相同时
6.均匀平面电磁波的特点
答案:均匀平面电磁波是指等相位面为无限大平面,且等相位面上各点的场强大小相等,方向相同的电磁波,即沿某方向传播的平面电磁波的场量除随时间变化外,只与波传播方向的坐标有关,而与其它坐标无关。
10.根据电与磁的对偶关系,我们可以由电偶极子在远区场的辐射场得到(磁偶极子)在远区产生的辐射场
11.电位移矢量D=ε0E+P在真空中P的值为(0)
12.平板电容器的介质电容率 越大,电容量越大。
13.恒定电容不会随时间(变化而变化)
14.恒定电场中沿电源电场强度方向的闭合曲线积分在数值上等于电源的(电动势)
6.线电流:由分布在一条细线上的电荷定向移动而产生的电流。
7.磁偶极子:磁偶极子是类比电偶极子而建立的物理模型。具有等值异号的两个点磁荷构成的系统称为磁偶极子场。磁偶极子受到力矩的作用会发生转动,只有当力矩为零时,磁偶极子才会处于平衡状态。利用这个道理,可以进行磁场的测量。但由于没有发现单独存在的磁单极子,故我们将一个载有电流的圆形回路作为磁偶极子的模型。
导电性能越好(电导率越大),工作频率越高,则集肤深度越小。
3.如何由电位求电场强度,试写出直角坐标系下的表达式(27页)
已知电场强度E=—▽φ,在直角坐标系下▽= + + ,所以电场强度E= + +
4.传导电流,位移电流,运流电流是如何定义的,各有什么特点(52页130页)
传导电流是,在导体中的自由电子或半导体中的自由电荷在电场力作用下形成的定向运动形成的电流
二、名词解释
1.矢量:既存在大小又有方向特性的量
2.反射系数:分界面上反射波电场强度与入射波电场强度之比
3.TEM波:电场强度矢量和磁场强度矢量均与传播方向垂直的均匀平面电磁波
4.无散场:散度为零的电磁场 ,即 · =0。
5.电位参考点:一般选取一个固定点,规定其电位为零,称这一固定点为参考点。当取 点为参考点时,P点处的电位为 = ;当电荷分布在有限的区域时,选取无穷远处为参考点较为方便,此时 = 。
特点:适用于导体或半导体中,服从欧姆定律,焦耳定律
运送电流是,在真空或气体中,带电粒子在电场力作用下定向运动形成的电流
特点:适用于真空或气体中,不服从欧姆定律,焦耳定律
位移电流是,电位移矢量随时间的变化率。(这个定义没找着,在网上查的)
特点:并不代表电荷的运动,且产生磁效应方面和一般意义下的电流等效。
电磁波考题整理
一、填空题
1.某一矢量场,其旋度处处为零,则这个矢量场可以表示成某一标量函数的(梯度)形式。
2.电流连续性方程的积分形式为( =- )
3.两个同性电荷之间的作用力是(相互排斥的)。
4.单位面积上的电荷多少称为(面电荷密度)。
5.静电场中,导体表面的电场强度的边界条件是:(D1n-D2n=ρs)
不会产生涡流,因为产生涡流的条件是在金属块中产生感应电流,即穿过金属块的磁通量发生变
化。
9.在研究突变电磁场中,引入哪些函数,写出他们与场矢量之间的关系。
6.矢量磁位A和磁感应强度B之间的关系式:( =▽x )
7..E(Z,t)=exEmsin(wt-kz- )+ eyEmcos(wt-kz+ ),判断上述均匀平面电磁波的极化方式为:(圆极化)(应该是90%确定)
8.相速是指均匀平面电磁波在理想介质中的传播速度。
9.根据电磁波在波导中的传播特点,波导具有(HP)滤波器的特点。(HP,LP,BP三选一)
8.电磁波的波长:空间相位 变化 所经过的距离称为波长,以 表示。按此定义有 ,所以 。
9.极化强度 描述介质极化后形成的每单位体积内的电偶极矩。
10. 坡印廷定理电磁场的能量转化和守恒定律称为坡印廷定理:每秒体积中电磁能量的增加量等于从包围体积的闭合面进入体积功率。
11.线性均匀且各向同性电介质 若煤质参数与场强大小无关,称为线性煤质。若煤质参数与场强方向无关,称为各向同性煤质。若煤质参数与位置无关,责称均匀煤质。若煤质参数与场强频率无关,称为各向同性煤质。
12.安培环路定理 在真空中磁感应强度沿任意回路的环量等于真空磁导率乘以与该回路相交链的电流的代数和。
13. 布儒斯特角(P208)
对于非磁性媒质,均匀平面电磁波平行极化斜入射,在某一入射角时没有反射,即发生全投射,这个(入射)角即为布儒斯特角(即θi=θB)。
14.临界角(P208)
对于非磁性媒质,入射波自介电常数大的媒质向介电常数小的媒质入射时,当入射角大于或等于某一角度时,发生全反射现象,这一角即临界角,记为θc 。
15.相位匹配条件(P200)
入射波传播矢量、反射波传播矢量和透射波传播矢量沿介质分界面的切向分量相等(即 kix=krx=ktx, kiy=kry=kty),这一结论称为相位匹配条件。
三、简答题
1.从电场和磁场的能量体密度公式出发,比较一般情况下有ωm>ωe的结果。
静电场的能量密度ωe,ωe=(1/2)E·D
磁场能量密度ωm,ωm=(1/2)B·H
理想状况下,等量的电能转换成电场能量和磁场能量时,电场的能量密度等于磁场能量密度,但在
实际中,转换成电场能时会有热损耗,所以一般情况下有ωm>ωe。
2.从平面电磁波角度分析,透入深度(集肤深度)δ与电磁波频率f及磁导率μ,电导率σ的关系
δ=(1/πfμσ)1/2(m)
7.麦克斯韦的位移电流假设的重要意义(不确定课本123页)
1、位移电流与传导电流相互联结,构成闭合电流(全电流)Is=Ic+ID
2、使稳恒磁场的安培环路定理对非稳恒磁场也成立。
3、得出位移电流对电磁波的存在是基要的,并将电学、磁学和光学联结成一个统一理论。
这个可能不全,希望大家及时补充。
8.一块金属在均匀磁场中匀速移动,金属中是否会有涡流,为什么?