电磁场考试试题及问题详解
大学电磁场考试题及答案
大学电磁场考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是:A. 300,000 km/sB. 299,792,458 m/sC. 1,000,000 km/sD. 299,792,458 km/s答案:B2. 麦克斯韦方程组中描述电磁场与电荷和电流关系的方程是:A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 麦克斯韦-安培定律D. 所有上述方程答案:D3. 以下哪项不是电磁场的基本概念?A. 电场B. 磁场C. 引力场D. 电磁波答案:C4. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中的运动受到的力与以下哪个因素无关?A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 磁场的强度D. 粒子的质量答案:D5. 电磁波的波长和频率的关系是:A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率的乘积是常数答案:B6. 以下哪项是电磁波的主要特性?A. 需要介质传播B. 具有粒子性C. 具有波动性D. 以上都是答案:C7. 电磁波在介质中的传播速度比在真空中:A. 快B. 慢C. 相同D. 无法确定答案:B8. 根据电磁波的偏振特性,以下说法正确的是:A. 只有横波可以偏振B. 纵波也可以偏振C. 所有波都可以偏振D. 只有电磁波可以偏振答案:A9. 电磁波的反射和折射遵循的定律是:A. 斯涅尔定律B. 牛顿定律C. 欧姆定律D. 法拉第电磁感应定律答案:A10. 电磁波的干涉现象说明了:A. 电磁波具有粒子性B. 电磁波具有波动性C. 电磁波具有量子性D. 电磁波具有热效应答案:B二、填空题(每空1分,共10分)1. 电磁波的传播不需要________,可以在真空中传播。
答案:介质2. 麦克斯韦方程组由四个基本方程组成,分别是高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和________。
答案:麦克斯韦-安培定律3. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中受到的力的大小与粒子的电荷量、速度以及磁场强度的乘积成正比,并且与粒子速度和磁场方向的________垂直。
电磁场的典型练习题及解答
电磁场的典型练习题及解答电磁学是物理学中的重要分支,研究电荷和电流所产生的电场和磁场的相互作用规律。
在学习电磁学的过程中,练习题是检验我们对理论知识掌握的有效方法。
本文将介绍一些典型的电磁场练习题,并给出详细的解答,帮助读者加深对电磁场的理解。
1. 题目:一根无限长直导线产生的电场强度已知一根无限长直导线,导线上带有均匀分布的电荷线密度λ。
求导线距离d处的电场强度E。
解答:根据库仑定律可知,电场强度E与电荷线密度λ成正比,与距离d 成反比。
所以可以得出结论:电场强度E和d满足反比关系。
2. 题目:两个点电荷的叠加效应已知两个点电荷q1和q2,分别位于坐标原点和坐标轴上一点P(x,0)。
求点P处的电场强度E。
解答:根据叠加原理,点P处的电场强度E等于点电荷q1和q2分别在点P处产生的电场强度之和。
由库仑定律可知,点电荷产生的电场强度与电荷量成正比,与距离的平方成反比。
根据该性质,可以分别求出点电荷q1和q2在点P处产生的电场强度,再将两者相加得到点P处的总电场强度。
3. 题目:平行板电容器的电场强度已知一对平行板电容器,两平行板间距离为d,电容器的电容为C。
求平行板电容器中的电场强度E。
解答:根据平行板电容器的结构特点,可知平行板电容器中的电场强度E对于两平行板之间的距离d是均匀的,且大小与电容C的倒数成正比。
所以可以得出结论:电场强度E和d满足正比关系,与电容C成正比。
4. 题目:磁场的洛伦兹力已知带电粒子以速度v在磁场B中运动,其电荷量为q。
求带电粒子所受的洛伦兹力F。
解答:根据洛伦兹力的定义,带电粒子所受的洛伦兹力F等于其电荷量q与速度v以及磁场B的矢量积。
通过对矢量积的计算,可以得到带电粒子所受的洛伦兹力F的大小和方向。
5. 题目:安培环路定理的应用已知一安培环路中有多个电流元素,它们的电流分别为I1,I2,I3...In。
求安培环路中的磁场强度B。
解答:根据安培环路定理,安培环路中的磁场强度B与电流元素的电流之和成正比。
电磁场期末考试试题
三、简答题1、说明静电场中的电位函数,并写出其定义式。
答:静电场是无旋的矢量场,它可以用一个标量函数的梯度表示,此标量函数称为电位函数(3 分)。
静电场中,电位函数的定义为grad ϕϕ=-=-∇E (3 分) 2、什么叫集肤效应、集肤深度?试写出集肤深度与衰减常数的关系式。
高频率电磁波传入良导体后,由于良导体的电导率一般在107S/m 量级,所以电磁波在良导体中衰减极快。
电磁波往往在微米量级的距离内就衰减得近于零了。
因此高频电磁场只能存在于良导体外表的一个薄层内, 这种现象称为集肤效应(Skin Effect)。
电磁波场强振幅衰减到外表处的1/e 的深度,称为集肤深度(穿透深度), 以δ表示。
集肤深度 001E e E eαδ-=⋅ ⇒ 1δα=3、说明真空中电场强度和库仑定律。
答:电场强度表示电场中某点的单位正试验电荷所受到的力,其定义式为:()()r r q=F E (3 分)。
库仑定律是描述真空中两个静止点电荷之间相互作用的规律,其表达式为:'20=4Rq qR e πεF (3 分)。
4、用数学式说明梯度无旋。
答:x y z x y zϕϕϕϕ∂∂∂∇=++∂∂∂e e e (2 分) ()xy zx y z xyzϕϕϕϕ∂∂∂∇⨯∇=∂∂∂∂∂∂∂∂∂e e e (2 分) 222222()()()x y z z y z y x z x z x y x yϕϕϕϕϕϕ∂∂∂∂∂∂=---+-∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂e e e (2 分)0=()0ϕ∴∇⨯∇=5、什么是真空中的高斯定理?请利用高斯定理求解下面问题:假设真空中有半径为a 的球形带电体,电荷总量Q 均匀分布在球体内,求任意点的电场强度。
0()SQE r dS ε=⎰分析:电场方向垂直于球面。
电场大小只与r 有关。
在球外区域:r>a()SQE r dS ε=⎰2()(4)r QE r r πε⇒⋅=a 204r Q E r πε⇒=⋅a在球内区域:r<a由334Q QV aρπ== 因为0'()S Q E r dS ε=⎰得 32043()(4)r r E r r ρππε⋅⋅=a 30034r r r Qr E aρεπε⇒==⋅a a 6、试解释坡印亭矢量的物理意义?答:坡印亭矢量E×H 相当于功率流的面密度,(3分)即垂直于功率流动方向单位面积上流过的电磁场功率.(3分)7、为什么说体电荷密度就是电荷的体密度,而体电流密度不是电流的体密度?8、什么是高斯定理?在电场具有什么特征时可以用它来求解静电场问题?.S d D s⎰⋅=q当电场具有对称性质时,可以用来求解静电场。
大学电磁场考试题及答案
大学电磁场考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁场中,电场与磁场的相互作用遵循以下哪个定律?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定律D. 洛伦兹力定律答案:D2. 在真空中,电磁波的传播速度是多少?A. 100,000 km/sB. 300,000 km/sC. 1,000,000 km/sD. 3,000,000 km/s答案:B3. 一个点电荷产生的电场强度与距离的平方成什么关系?A. 正比B. 反比C. 对数关系D. 线性关系答案:B4. 以下哪种介质不能支持电磁波的传播?A. 真空B. 空气C. 玻璃D. 金属答案:D5. 麦克斯韦方程组中描述变化电场产生磁场的方程是?A. 高斯定律B. 高斯磁定律C. 法拉第电磁感应定律D. 安培环路定律答案:C6. 一个均匀带电球壳内部的电场强度是多少?A. 零B. 与球壳内的电荷分布有关C. 与球壳外的电荷分布有关D. 与球壳的总电荷量成正比答案:A7. 电磁波的频率和波长之间有什么关系?A. 频率与波长成正比B. 频率与波长成反比C. 频率与波长无关D. 频率越大,波长越小答案:B8. 根据洛伦兹力公式,一个带电粒子在磁场中运动时,其受到的力的方向与什么因素有关?A. 粒子的速度B. 磁场的方向C. 粒子的电荷D. 所有上述因素答案:D9. 电磁波的偏振现象说明电磁波是横波,这是因为?A. 电磁波的振动方向与传播方向垂直B. 电磁波的振动方向与传播方向平行C. 电磁波的传播不需要介质D. 电磁波在真空中传播速度最快答案:A10. 一个闭合电路中的感应电动势遵循以下哪个定律?A. 欧姆定律B. 基尔霍夫电压定律C. 法拉第电磁感应定律D. 安培环路定律答案:C二、填空题(每题2分,共20分)11. 电磁波的传播不需要______,因此它可以在真空中传播。
答案:介质12. 根据麦克斯韦方程组,电荷守恒定律可以表示为:∇⋅ E =______。
电磁场期末考试题及答案
电磁场期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电磁波在真空中的传播速度是()。
A. 3×10^8 m/sB. 2×10^8 m/sC. 1×10^8 m/sD. 4×10^8 m/s答案:A2. 电场强度的定义式为E=()。
A. F/qB. F/QC. Q/FD. F/C答案:A3. 磁场强度的定义式为B=()。
A. F/IB. F/iC. F/qD. F/Q答案:B4. 根据麦克斯韦方程组,变化的磁场会产生()。
A. 电场B. 磁场C. 电势D. 电势差答案:A5. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是()。
B. λ = f/cC. λ = c*fD. λ = f^2/c答案:A6. 两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:B7. 根据洛伦兹力公式,带电粒子在磁场中运动时,受到的力与磁场强度的关系是()。
A. 正比C. 无关D. 一次方答案:A8. 电容器的电容与两极板之间的距离成()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:B9. 根据楞次定律,当线圈中的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向是()。
A. 增加磁通量B. 减少磁通量D. 增加或减少磁通量答案:B10. 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量变化率的关系是()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 电场中某点的电势为V,将单位正电荷从该点移到无穷远处,电场力做的功为________。
2. 两个点电荷q1和q2之间的静电力常数为k,它们之间的距离为r,则它们之间的静电力大小为________。
答案:k*q1*q2/r^23. 磁场中某点的磁感应强度为B,将单位电流元i放置在该点,电流元与磁场方向垂直时,受到的磁力大小为________。
答案:B*i4. 根据麦克斯韦方程组,变化的电场会产生________。
(完整版)电磁场与电磁波试题及答案.
1. 写出非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式,并简要说明其物理意义。
2.答非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式为,,0,D B H J E B D t tρ∂∂∇⨯=+∇⨯=-∇⋅=∇⋅=∂∂,(3分)(表明了电磁场和它们的源之间的全部关系除了真实电流外,变化的电场(位移电流)也是磁场的源;除电荷外,变化的磁场也是电场的源。
1. 写出时变电磁场在1为理想导体与2为理想介质分界面时的边界条件。
2. 时变场的一般边界条件 2n D σ=、20t E =、2t s H J =、20n B =。
(或矢量式2n D σ=、20n E ⨯=、2s n H J ⨯=、20n B =)1. 写出矢量位、动态矢量位与动态标量位的表达式,并简要说明库仑规范与洛仑兹规范的意义。
2. 答矢量位,0B A A =∇⨯∇⋅=;动态矢量位A E t ϕ∂=-∇-∂或AE tϕ∂+=-∇∂。
库仑规范与洛仑兹规范的作用都是限制A 的散度,从而使A 的取值具有唯一性;库仑规范用在静态场,洛仑兹规范用在时变场。
1. 简述穿过闭合曲面的通量及其物理定义 2.sA ds φ=⋅⎰⎰ 是矢量A 穿过闭合曲面S 的通量或发散量。
若Ф> 0,流出S 面的通量大于流入的通量,即通量由S 面内向外扩散,说明S 面内有正源若Ф< 0,则流入S 面的通量大于流出的通量,即通量向S 面内汇集,说明S 面内有负源。
若Ф=0,则流入S 面的通量等于流出的通量,说明S 面内无源。
1. 证明位置矢量x y z r e x e y e z =++ 的散度,并由此说明矢量场的散度与坐标的选择无关。
2. 证明在直角坐标系里计算 ,则有()()xy z x y z r r e e e e x e y e z x y z ⎛⎫∂∂∂∇⋅=++⋅++ ⎪∂∂∂⎝⎭3x y z x y z∂∂∂=++=∂∂∂ 若在球坐标系里计算,则 232211()()()3r r r r r r r r r∂∂∇⋅===∂∂由此说明了矢量场的散度与坐标的选择无关。
电磁场复习题及答案详解
湖北省襄樊四中高二物理期末复习练习题5、 如图3所示,磁场方向竖直向下, 通电直导线ab 由水平位置转到位置2,通电导线所受安培力是()A 、 数值变大,方向不变。
B 、 数值变小,方向不变。
C 、 数值不变,方向改变。
D 、 数值和方向均改变。
6、 如图甲11-3所示电路,电源电动势为 E ,内阻不计,滑动变阻器的最大电阻为R ,负载电阻为R o 。
当滑动变阻器的滑动端 S 在某位置时,R o 两端电压 为E/2,滑动变阻器上消耗的功率为 P 。
若将R o 与电源位置互换, 接成图乙所示电路时,滑动触头S 的位置不变,则()A 、 R o 两端的电压将小于 E/2B 、 R o 两端的电压将等于 E/2C 、 滑动变阻器上消耗的功率一定小于D 、 滑动变阻器上消耗的功率可能大于7、 如图4所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中,一带负电的小球自绝缘光滑的竖直圆环的顶端由静止释放, 设小球受到的电场力和重力大小相 等,则当它滑过的弧度为下列何值时受到的洛伦兹力最大()3A 、一B 、C 、D 、4 2 48、 在比较精密的电子设备中,其电源跟负载之间的保护不是用普通的电磁场综合1、下列关于等势面的说法正确的是( )A 、 电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功。
B 、 等势面上各点的场强相等。
C 、 点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面。
D 、 匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面。
电荷2、 在电场中逆着一条电场线从 B 、电荷的势能可能不变D 、电荷的加速度可能不A 运动到B ,则在此过程() A 、电荷的动能可能不变C 、电荷的速度可能不变 3、 有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内,如图 示,当竖直长导线内通以方向向上的电流时,若重力不计,则三角形金属框将(A 、水平向左运动B 、竖直向上C 、处于平衡位置D 、以上说法都不对4、 如图2所示,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块, 水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力 起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段b 一起运动的加速度减小。
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。
初中电磁场考试题及答案
初中电磁场考试题及答案
1. 电磁场的基本概念
电磁场是由变化的电场和磁场相互作用而产生的物理现象。
电场是由电荷产生的,而磁场则是由运动的电荷产生的。
电磁场的传播速度等于光速。
2. 电磁感应现象
当导体在磁场中运动时,会在导体中产生电动势,这种现象称为电磁感应。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
3. 电磁波的传播
电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
电磁波可以在真空中传播,其传播速度为光速,即每秒约300,000公里。
4. 电磁波的应用
电磁波在现代通信、广播、雷达等领域有着广泛的应用。
例如,无线电波用于无线通信,微波用于雷达探测,红外线用于遥感探测等。
5. 电磁场的生物效应
电磁场对生物体有一定的影响,如对细胞的生物电活动产生干扰。
长期暴露在高强度电磁场中可能会对人体产生一定的健康风险。
答案:
1. 电磁场是由变化的电场和磁场相互作用而产生的物理现象。
2. 电磁感应现象是指当导体在磁场中运动时,在导体中产生电动势的现象。
3. 电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的波动现象,其传播
速度为光速。
4. 电磁波在现代通信、广播、雷达等领域有着广泛的应用。
5. 电磁场对生物体有一定的影响,长期暴露在高强度电磁场中可能会对人体产生一定的健康风险。
(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。
电磁场考试试题及答案
电磁场考试试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 麦克斯韦方程组描述了电磁场的基本规律,下列哪一项不是麦克斯韦方程组中的方程?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 欧姆定律D. 安培环路定律答案:C2. 在电磁波传播过程中,电场和磁场的相位关系是:A. 相位相同B. 相位相反C. 相位相差90度D. 相位相差180度答案:C3. 根据洛伦兹力定律,带电粒子在磁场中运动时受到的力的方向是:A. 与速度方向相同B. 与速度方向相反C. 与速度方向垂直D. 与磁场方向垂直答案:C4. 以下哪种介质的磁导率不是常数?A. 真空B. 铁C. 铜D. 空气答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 根据高斯定律,通过任何闭合表面的电通量与该闭合表面所包围的总电荷量成正比,比例常数为____。
答案:\(\frac{1}{\varepsilon_0}\)2. 法拉第电磁感应定律表明,闭合回路中的感应电动势等于通过该回路的磁通量变化率的负值,其数学表达式为 \(\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}\),其中 \(\Phi_B\) 表示____。
答案:磁通量3. 根据安培环路定律,磁场 \(\vec{B}\) 在闭合回路上的线积分等于该回路所包围的总电流乘以比例常数 \(\mu_0\),其数学表达式为\(\oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I_{\text{enc}}\),其中\(I_{\text{enc}}\) 表示____。
答案:回路所包围的总电流4. 电磁波在真空中的传播速度为 \(c\),其值为 \(3 \times 10^8\) 米/秒,该速度也是光速,其物理意义是____。
答案:电磁波在真空中传播的速度三、简答题(每题15分,共40分)1. 简述电磁波的产生机制。
答案:电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的。
当电场变化时,会在周围空间产生磁场;同样,变化的磁场也会在周围空间产生电场。
大学电磁场考试题及答案
大学电磁场考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 电场强度的定义式为E=______。
A. F/qB. q/FC. F*qD. F/q^2答案:A2. 电场中某点的电势为零,该点的电场强度一定为零。
(判断对错)A. 对B. 错答案:B3. 电场线与等势面的关系是______。
A. 垂直B. 平行C. 重合D. 相交答案:A4. 电容器的电容与两极板间的距离成反比,与两极板的面积成正比。
(判断对错)A. 对B. 错答案:B5. 电容器充电后断开电源,其电量Q和电压U将如何变化?A. Q增大,U不变B. Q不变,U增大C. Q不变,U减小D. Q减小,U增大答案:B6. 根据安培环路定理,磁场强度B沿闭合回路的线积分等于该回路所包围的总电流的______倍。
A. μ0B. 1/μ0C. μ0ε0D. 1/μ0ε0答案:A7. 磁感应强度B的方向与电流I的方向的关系是______。
A. 垂直B. 平行C. 重合D. 相反答案:A8. 根据右手定则,当电流I沿正z轴方向时,磁场B的方向是______。
A. 正x轴B. 正y轴C. 负x轴D. 负y轴答案:B9. 磁通量Φ的单位是______。
A. TB. WbC. JD. N答案:B10. 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势ε与磁通量变化率dΦ/dt的关系是______。
A. ε=-dΦ/dtB. ε=dΦ/dtC. ε=-μ0dΦ/dtD. ε=μ0dΦ/dt答案:B二、填空题(每题2分,共20分)11. 电场强度的定义式为E=______,其中F是试探电荷所受的电场力,q是试探电荷的电量。
答案:F/q12. 电场强度的方向是______,电势的方向是______。
答案:正电荷受力的方向;电势降低的方向13. 电容器的电容C与两极板间的距离d和两极板的面积A的关系为C=______。
答案:εA/d14. 电容器的储能公式为W=______。
电磁场考试卷附答案
电磁场试卷一、选择题(本大题有12小题,每小题4分,共48分。
每小题只有一个正确答案,选对的得4分,有选错或不答的得0分。
)1.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的.对磁场认识正确的是( )A.磁感线有可能出现相交的情况B.磁感线总是由N极出发指向S极C.某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用,则该区域的磁感应强度一定为零2.许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成,某电池板的开路电压是600mV,短路电流是30mA,这块电池板的内电阻是 ( )A. 60ΩB. 40ΩC. 20ΩD. 10Ω3.如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环以轴心沿如图方向转动时,则a、b、c、d四个小磁针的运动情况是()A.a、b、d不动,c的N极朝纸外B.a、b、d的N极朝纸内,c的N极朝纸外C.d不动,c的N极朝纸外,a、b的N极朝纸内D.a、b、d的N极朝纸外,c的N极朝纸内4.如图所示电路,电源内阻不可忽略。
开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大5.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )A.洛伦兹力对带电粒子做功B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.洛伦兹力的大小与速度无关D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向6. 如图所示,置于匀强磁场中的通电导线由Ⅰ位置绕垂直于纸面的固定轴转到Ⅱ位置,该导线所受安培力大小的变化情况是()A.变大B.变小C.不变D.不能确定7. 一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场,粒子经过的轨迹如图,轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧,由于受到沿空气阻力的作用,粒子的能量逐渐减小(带电量不变),从图中可以确定粒子的运动方向和电性是()A.粒子从a到b,带负电 B.粒子从b到a,带正电C.粒子从b到a,带负电 D.粒子从a到b,带正电8. 如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是( )A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动B.当从b 端通入电流时,电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动9.如图所示,直线OAC 为某一直流电源的总功率P 随电流I 变化的图线,抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图线。
电磁场与电磁波精彩试题问题详解
《电磁场与电磁波》试题1一、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 ϖ和磁场H ϖ满足的方程为: 。
2.设线性各向同性的均匀媒质中,02=∇φ称为 方程。
3.时变电磁场中,数学表达式H E S ϖϖϖ⨯=称为 。
4.在理想导体的表面, 的切向分量等于零。
5.矢量场)(r A ϖϖ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。
9.对平面电磁波而言,其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。
10.由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场,恒定磁场是无散场,因此,它可用 函数的旋度来表示。
二、简述题 (每小题5分,共20分)11.已知麦克斯韦第二方程为t B E ∂∂-=⨯∇ϖϖ,试说明其物理意义,并写出方程的积分形式。
12.试简述唯一性定理,并说明其意义。
13.什么是群速?试写出群速与相速之间的关系式。
14.写出位移电流的表达式,它的提出有何意义?三、计算题 (每小题10分,共30分)15.按要求完成下列题目 (1)判断矢量函数y x e xz ey B ˆˆ2+-=ϖ是否是某区域的磁通量密度?(2)如果是,求相应的电流分布。
16.矢量z y x e e e A ˆ3ˆˆ2-+=ϖ,z y x e e eB ˆˆ3ˆ5--=ϖ,求(1)B A ϖϖ+ (2)B A ϖϖ⋅17.在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为 ()jkz y x e E e E eE --=004ˆ3ˆϖ(1) 试写出其时间表达式; (2)说明电磁波的传播方向;四、应用题 (每小题10分,共30分)18.均匀带电导体球,半径为a ,带电量为Q 。
试求(1) 球任一点的电场强度 (2)球外任一点的电位移矢量。
(完整版)大学物理电磁场练习题含答案
(完整版)⼤学物理电磁场练习题含答案前⾯是答案和后⾯是题⽬,⼤家认真对对. 三、稳恒磁场答案1-5 CADBC 6-8 CBC 三、稳恒磁场习题1. 有⼀个圆形回路1及⼀个正⽅形回路2,圆直径和正⽅形的边长相等,⼆者中通有⼤⼩相等的电流,它们在各⾃中⼼产⽣的磁感强度的⼤⼩之⽐B 1 / B 2为 (A) 0.90. (B) 1.00.(C) 1.11. (D) 1.22.[]2.边长为l 的正⽅形线圈中通有电流I ,此线圈在A 点(见图)产⽣的磁感强度B 为(A) l I π420µ. (B) l Iπ220µ.(C)l Iπ02µ. (D) 以上均不对.[]3.通有电流I 的⽆限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的⼤⼩B P ,B Q ,B O 间的关系为:(A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O .(C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q > B P .[]4.⽆限长载流空⼼圆柱导体的内外半径分别为a 、b ,电流在导体截⾯上均匀分布,则空间各处的B ?的⼤⼩与场点到圆柱中⼼轴线的距离r 的关系定性地如图所⽰.正确的图是[]5.电流I 由长直导线1沿平⾏bc 边⽅向经a 点流⼊由电阻均匀的导线构成的正三⾓形线框,再由b 点沿垂直ac 边⽅向流出,经长直导线2返回电源(如图).若载流直导线1、2和三⾓形框中的电流在框中⼼O 点产⽣的磁感强度分别⽤1B ?、2B ?和3B表⽰,则O 点的磁感强度⼤⼩(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ??,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 2 = 0、B 3= 0,但B 1≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然021≠+B B ?,但B 3≠ 0.[]6.电流由长直导线1沿半径⽅向经a 点流⼊⼀电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 与圆⼼O 三点在同⼀直线上.设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产⽣的磁感强度为1B ?、2B ?及3B,则O 点的磁感强度的⼤⼩(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为021=+B B ?,B 3= 0.(C) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 3 = 0,但B 2≠ 0. (D) B ≠ 0,因为虽然B 1 = B 2 = 0,但B 3≠ 0.(E) B ≠ 0,因为虽然B 2 = B 3 = 0,但B 1≠ 0.[] v7.电流由长直导线1沿切向经a 点流⼊⼀个电阻均匀的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上电流强度为I ,圆环的半径为R ,且a 、b 和圆⼼O 在同⼀直线上.设长直载流导线1、2和圆环中的电流分别在O 点产⽣的磁感强度为1B ?、2B ?、3B,则圆⼼处磁感强度的⼤⼩(A) B = 0,因为B 1 = B 2 = B 3 = 0.(B) B = 0,因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0,但021=+B B ??,B 3 = 0.(C) B ≠ 0,因为B 1≠ 0、B 2≠ 0,B 3≠ 0.(D) B ≠ 0,因为虽然B 3= 0,但021≠+B B ??.[]8.a R r OO ′I在半径为R 的长直⾦属圆柱体内部挖去⼀个半径为r 的长直圆柱体,两柱体轴线平⾏,其间距为a ,如图.今在此导体上通以电流I ,电流在截⾯上均匀分布,则空⼼部分轴线上O ′点的磁感强度的⼤⼩为(A) 2202R a a I ?πµ (B)22202R r a a I -?πµ(C) 22202r R a a I-?πµ (D) )(222220a r Ra a I -πµ []参考解:导体中电流密度)(/22r R I J -π=.设想在导体的挖空部分同时有电流密度为J 和-J 的流向相反的电流.这样,空⼼部分轴线上的磁感强度可以看成是电流密度为J 的实⼼圆柱体在挖空部分轴线上的磁感强度1B ?和占据挖空部分的电流密度-J 的实⼼圆柱在轴线上的磁感强度2B ?的⽮量和.由安培环路定理可以求得02=B , )(222201r R a Ia B -π=µ 所以挖空部分轴线上⼀点的磁感强度的⼤⼩就等于)(22201r R IaB -π=µ 9. πR 2c3分10.221R B π-3分11. 6.67×10-7 T 3分7.20×10-7 A ·m 2 2分12. 减⼩ 2分在2/R x <区域减⼩;在2/R x >区域增⼤.(x 为离圆⼼的距离) 3分13. 0 1分I 0µ- 2分14. 4×10-6 T 2分 5 A 2分15. I0µ 1分 0 2分2I0µ 2分16. 解:①电⼦绕原⼦核运动的向⼼⼒是库仑⼒提供的.即∶ 02202041a m a e v =πε,由此得 002a m e επ=v 2分②电⼦单位时间绕原⼦核的周数即频率000142a m a e a ενππ=π=v 2分由于电⼦的运动所形成的圆电流00214a m a e e i ενππ== 因为电⼦带负电,电流i 的流向与 v ?⽅向相反 2分③i 在圆⼼处产⽣的磁感强度002a i B µ=00202018a m a eεµππ= 其⽅向垂直纸⾯向外 2分17.1 234 R ROI a β2解:将导线分成1、2、3、4四部份,各部分在O 点产⽣的磁感强度设为B 1、B 2、B 3、B 4.根据叠加原理O 点的磁感强度为:4321B B B B B +++= ∵ 1B ?、4B ?均为0,故32B B B ?+= 2分)2(4102R I B µ= ⽅向? 2分 242)sin (sin 401203R I a I B π=-π=µββµ)2/(0R I π=µ ⽅向 ? 2分其中 2/R a =, 2/2)4/sin(sin 2=π=β 2/2)4/sin(sin 1-=π-=β∴ R I R I B π+=2800µµ)141(20π+=R I µ ⽅向 ? 2分 18. 解:电流元1d l I ?在O 点产⽣1d B ?的⽅向为↓(-z ⽅向) 电流元2d l I ?在O 点产⽣2d B ?的⽅向为?(-x ⽅向) 电流元3d l I ?在O 点产⽣3d B ?的⽅向为? (-x ⽅向) 3分kR I i R IB π-+ππ-=4)1(400µµ 2分 19. 解:设x 为假想平⾯⾥⾯的⼀边与对称中⼼轴线距离,++==Rx RRxrl B r l B S B d d d 21Φ, 2分d S = l d r2012R IrB π=µ (导线内) 2分r I B π=202µ (导线外) 2分)(42220x R R Il -π=µΦR R x Il +π+ln20µ 2分令 d Φ / d x = 0,得Φ最⼤时 Rx )15(21-= 2分20. 解:洛伦兹⼒的⼤⼩ B q f v = 1分对质⼦:1211/R m B q v v = 1分对电⼦: 2222/R m B q v v = 1分∵ 21q q = 1分∴ 2121//m m R R = 1分21.解:电⼦在磁场中作半径为)/(eB m R v =的圆周运动. 2分连接⼊射和出射点的线段将是圆周的⼀条弦,如图所⽰.所以⼊射和出射点间的距离为:)/(3360sin 2eB m R R l v ==?= 3分2解:在任⼀根导线上(例如导线2)取⼀线元d l ,该线元距O 点为l .该处的磁感强度为θµsin 20l I B π=2分⽅向垂直于纸⾯向⾥. 1分电流元I d l 受到的磁⼒为 B l I F=d d 2分其⼤⼩θµsin 2d d d 20l lI l IB F π== 2分⽅向垂直于导线2,如图所⽰.该⼒对O 点的⼒矩为 1分θµsin 2d d d 20π==lI F l M 2分任⼀段单位长度导线所受磁⼒对O 点的⼒矩+π==120d sin 2d l l l I M M θµθµsin 220π=I 2分导线2所受⼒矩⽅向垂直图⾯向上,导线1所受⼒矩⽅向与此相反.23. (C) 24. (B)25. 解: ===l NI nI H /200 A/m3分===H H B r µµµ0 1.06 T 2分26. 解: B = Φ /S=2.0×10-2 T 2分===l NI nI H /32 A/m 2分 ==H B /µ 6.25×10-4 T ·m/A 2分=-=1/0µµχm 496 2分9. ⼀磁场的磁感强度为k c j b i a B ?++= (SI),则通过⼀半径为R ,开⼝向z 轴正⽅向的半球壳表⾯的磁通量的⼤⼩为____________Wb .10.在匀强磁场B ?中,取⼀半径为R 的圆,圆⾯的法线n ?与B ?成60°⾓,如图所⽰,则通过以该圆周为边线的如图所⽰的任意曲⾯S 的磁通量==Sm S B ?d Φ_______________________.11. ⼀质点带有电荷q =8.0×10-10 C ,以速度v =3.0×105 m ·s -1在半径为R =6.00×10-3 m 的圆周上,作匀速圆周运动.该带电质点在轨道中⼼所产⽣的磁感强度B =__________________,该带电质点轨道运动的磁矩p m =___________________.(µ0 =4π×10-7 H ·m -1)12. 载有⼀定电流的圆线圈在周围空间产⽣的磁场与圆线圈半径R 有关,当圆线圈半径增⼤时,(1) 圆线圈中⼼点(即圆⼼)的磁场__________________________.(2) 圆线圈轴线上各点的磁场________如图,平⾏的⽆限长直载流导线A 和B ,电流强度均为I ,垂直纸⾯向外,两根载流导线之间相距为a ,则(1) AB 中点(P 点)的磁感强度=p B ?_____________.(2) 磁感强度B ?沿图中环路L 的线积分 =??L l B ??d ______________________.14. ⼀条⽆限长直导线载有10 A 的电流.在离它 0.5 m 远的地⽅它产⽣的磁感强度B 为______________________.⼀条长直载流导线,在离它 1 cm 处产⽣的磁感强度是10-4 T ,它所载的电流为__________________________.两根长直导线通有电流I ,图⽰有三种环路;在每种情况下,??lB ?____________________________________(对环路a ).____________________________________(对环路b ).____________________________________(对环路c ).设氢原⼦基态的电⼦轨道半径为a 0,求由于电⼦的轨道运动(如图)在原⼦核处(圆⼼处)产⽣的磁感强度的⼤⼩和⽅向.17.⼀根⽆限长导线弯成如图形状,设各线段都在同⼀平⾯内(纸⾯内),其中第⼆段是半径为R 的四分之⼀圆弧,其余为直线.导线中通有电流I ,求图中O 点处的磁感强度.18.z y xR 1 321d l I ?2d l I ?3d l I ?O如图,1、3为半⽆限长直载流导线,它们与半圆形载流导线2相连.导线1在xOy平⾯内,导线2、3在Oyz 平⾯内.试指出电流元1d l I ?、2d l I ?、3d l I ?在O 点产⽣的Bd 的⽅向,并写出此载流导线在O 点总磁感强度(包括⼤⼩与⽅向).19.⼀根半径为R 的长直导线载有电流I ,作⼀宽为R 、长为l 的假想平⾯S ,如图所⽰。
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_______。
中考物理电磁场的应用历年真题及答案解析
中考物理电磁场的应用历年真题及答案解析一、选择题1. 将导线AB由远及近地移到极点N处.若过程中导线AB与磁感应强度矢量B的夹角始终保持不变,则磁感应强度矢量B应A. 垂直于AB;B. 与AB夹角由小变大;C. 与AB夹角由大变小;D. 与AB夹角始终夹角保持不变。
解析:D。
根据电磁感应定律可知,在磁感应强度矢量B保持不变的情况下,导线AB的速度方向与磁感应强度矢量B的方向相垂直,故选D。
2. 电感为1H的电感线圈放入电流变化为i=√2sin(100πt) (A)的电路中.线圈中的感应电动势最大值为A. 2V;B. πV;C. √2V;D. 2πV。
解析:A。
根据电感中的感应电动势公式可知,感应电动势的最大值为Ldi/dt,其中L为电感的大小,di/dt为电流变化率。
由题可知,电感为1H,电流变化为i=√2sin(100πt) (A),电流变化率最大值为100π√2 A/s,带入公式计算得到感应电动势的最大值为2V,故选A。
二、填空题1. 在电磁铁中,电线圈的匝数\(\displaystyle N=50\),通过电流为\(\displaystyle I=3A\),磁感应强度为\(\displaystyle B=?\) (T)。
解析:根据电磁铁中磁感应强度的计算公式可知,\(\displaystyleB=\dfrac{\mu _{0}NI}{L}\),其中,\(\displaystyle \mu _{0}=4\pi \times 10^{-7}\ T\cdot m/A\)为真空中的磁导率,\(\displaystyle N\)为电线圈的匝数,\(\displaystyle I\)为通过电流,\(\displaystyle L\)为电线圈长度。
带入已知数据计算可得,\(\displaystyle B=\dfrac{4\pi \times 10^{-7}\times 50\times 3}{1}=3.77\times 10^{-5}\ T\),故\(\displaystyle B\)约为\(\displaystyle 3.77\times 10^{-5}\ T\)。
电磁场练习题
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动
4.C
【解析】
试题分析:A选项中,由左手定那么可知安培力竖直向上,当其等于重力时,导体棒能够处于平稳状态;B选项中,由左手定那么可知安培力水平向右,导体棒能够处于平稳状态;C选项中,由左手定那么可知安培力垂直于斜面向上,因此不可能处于平稳状态;D选项中,由左手定那么可知安培力平行于斜面向上,导体棒能够处于平稳状态,故此题选C .
A.q由A向O做匀加速直线运动
B.q由A向O运动的进程中电势能慢慢减小
C.q运动到O点时的动能最小
D.q运动到O点时电势能为零
15.在某次发射科学实验卫星“双星”中,放置了一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如下图,电路中有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为e.金属导电进程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动.测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.那么以下说法正确的选项是( )
考点:洛伦兹力;牛顿第二定律;整体法和隔离法受力分析,解答的关键在于分析出洛伦兹力对接触面上支持力和摩擦力的阻碍.
6.BD
【解析】
试题分析:设正方向边长为L,每一个电荷电量为Q,
假设将四个电荷分成a与d,b与c两组,那么AC是两组电荷的垂直平分线,是粒子电荷的等势线;因此AC两点的电势相等;ad两个电荷的合场强的方向向下,A点的场壮大于C点的场强;bc两个点电荷的合场强方向向上,C点的场壮大于A点的场强;四个点电荷的合场强方向:A向下,C向上.假设将四个电荷分成a与b,c与d两组,可得:BD两点的电势相等,B点场强的方向向右,D点的方向向左.因此ABCD四点的电场强度的方向不同,电势相等,故A错误,B正确.由以上分析可知,AC是一条等势线,故带正电的试探电荷从A点沿直线移动到C点,试探电荷具有的电势能不变.故C错误;对O点研究:两个正电荷在O点的合场强为零,两个负电荷在O点的合场强为零,故O点的场强为0.过O点的垂线位于过AC和BD两条等势线的等势面上,这两个等势面与无穷远处的电势相等,为0,因此过O的垂线的电势都为0.故D正确.
电磁场试题含答案
F -T O O L S
PD
F -T O O L S
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W
N O
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bu
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C
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k e r- s o ft w a
k e r- s o ft w a
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一、基本概念; 1. 指出下列变量的单位: 电场强度 N/C 、磁场强度 A/m 、坡印廷向量 J/(m2.s ) 、电位 V 、极化强度 C/m 、电通量密度 V/m 、磁化强度 A/m 、电感 H 、 能量密度 J/m3 、 介电常数 F/m 、 传播常数 m-1 、 电偶极矩 D 、 导纳 S 2. 解释名词: 散度、旋度、电场强度、传导电流、运流电流、位移电流、电位、梯度、电偶 极子、磁偶极子、束缚电荷、束缚电流、极化强度、磁化强度、电容、电感、 互感、能量密度、恒定电场、等位面、漏电流、铁磁物质、磁通、平面波、均 匀平面波、坡印廷向量、理想导体、理想介质 3. 主要内容: 电场、磁场边界条件;电场与电位的关系;真空中的电场;介质中的电场;真 空中的磁场;介质中的磁场;高斯定律;安培环路定律;同轴电缆中电场磁场 计算;磁通量的计算;直导线对线框的作用力;同轴线电容、漏电流、电导计 算; 二、填空题: 1、电场的最基本特征就是电场对 运动 或 静止的 电荷都有作用力。 2、在静电场中,导体内电场等于 0 ,导体是 等势体 体,导体表面是 等势 面 ,电力线 垂直 于导体表面。而在恒定电场中,导体内部可能存在 电场 。
7
10-10 数量级。由电场中的折射率
tan1 1 10 10 。由上式知,电流由良导体进入不良 tan 2 2 107
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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(⎰⎰∙s dSj=-dtdq)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)6. 矢量磁位A和磁感应强度B之间的关系式:(B=▽ x A)7. .E(Z,t)=ex Emsin(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)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=εE+P在真空中 P的值为(0)12. 平板电容器的介质电容率ε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)15. 电源外媒质中电场强度的旋度为0。
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和时间的函数。
19. 时变电磁场的频率越高,集肤效应越明显。
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。
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=。
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。
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 k ix =k rx =k tx , k iy =k ry =k ty ),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/πf μσ)1/2 (m)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▽=x e x ∂∂+y e y ∂∂+z e z ∂∂,所以电场强度E=ex x ∂∂ϕ+y e y ∂∂ϕ+z e z∂∂ϕ 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 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。
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2e E 21W ε=而0ε>ε电,所以在E 相同时0e e W W >电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。
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+I D2、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?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。
10. 简述电磁波的波长和相位常数的基本定义(参考百度百科:电磁波 相位常数) 电磁波的传播方向垂直于电场与磁场构成的平面电磁波的相位常数:当电磁波沿均匀介质传播时,每单位长度电磁波的相位移 (个人观点仅供参考)相位常数:当电压或电流波沿均匀线传播是,每单位长度的电压波或电流的相位移11. 描述均匀平面电磁波在损耗媒质中的传播特性(可参考以下两张图片)12.据电荷守恒原理推导时变场中的电流连续性方程(仅供参考)13. 为什么在静电场分析时,考虑电介质的作用?当一块电介质受外电场的作用而极化后,就等效为真空中一系列电偶极子。
极化介质产生的附加电场,实质上就是这些电偶极子产生的电场。
(P31)四、单选题1.E在SI单位制中的量纲()A、库/m2B、VC、V/m D库/m这是国际单位制导出表:答案:C2. 矢量磁位A的旋度,等于( )A. HB. BC. JD. E答案:B3. 磁介质在外部磁场作用下,在介质内部出现( )A. 自由电流B. 极化电流C. 运流电流D. 磁偶极子答案:D4.恒定电流电场的J(电流密度)与电场强度E的一般关系式是( )A.E=γJB.J=γEC.J=γ(E+E局外)D. J=γ(E-E局外)答案:B5. 平行板电容器极板间电介质有漏电时,则在其介质与空间分界面处( )A.E连续B. D连续C. J的法线分量连续D. J连续答案:C恒定电流场的边界条件为:电流密度J在通过界面时其法线分量连续,电场强度E的切向分量连续。
6.同轴电感导体间的电容C,当其电介质增大时,则电容C()A减小 B增大 C不变 D按e的指数变化答案B=(3x-3y)+(x-z)+(2y-2x),若以知,则电荷密度ρ为()A.3ε0B. 3/εC.3D.0ρ = ▽▪D,▽▪D=(3x-3y)对x偏导+(x-z)对y偏导+(2y-2x)对z偏导=3答案:C8. 运流电流是由下列()A 真空中自由电荷B 电介质中极化电荷移动C 导体中的自由电荷移动D 磁化电流移动答案:A9. 由S的定义,可知S的方向()A与E相同 B与E垂直 C与H垂直 D与E和H均垂直且符合右手螺答案D10.电场能量体密度()A.EDB.1/2EDC.BH D1/2EH答案:B11.时变磁场中,有一运动的导体回路速度为V。
这在下述情况下导体回路中既有发动机电动势,又有变压器电动势,()电动势最大。
A.速度方向V与B、E平行B.V与E、B呈任意角度C.V与E、B垂直最大D.不能确定时变电磁场中的电动势包括发动机电动势和变压器电动势,产生条件分别为导体回路运动切割磁感线和磁通量的变化。
(切割磁感线)答案:C12. 磁介质中的磁场强度由()产生。
A 自由电流B 束缚电流C 磁化电流D 运流电流答案:C13. 时变场中如已知动态位A(矢量磁位)和ψ(动态磁位),则由与B和E的关系式可知( D )。
A B只由A确定,与ψ无关B B和E均与A、ψ有关C E只与ψ有关,B只与A有关D E与A和ψ有关,B只与A有关14. 静电场中试验电荷受到的作用力与试验电荷量成()关系A正比 B 反比C平方D平方根答案A15. 导体在静电平衡下,其内部电场强度()A常数B为0 C不为0 D不确定答案B16. 极化强度与电场强度成正比的电介质,称为()电介质A均匀 B各向同性 C线性D可极化答案C17. 均匀导电媒质的电导率,不随()变化A电流密度 B空间位置C时间D温度答案B18.时变电磁场中,感应电动势与材料电导率成()A.正比B.反比C.平方D.无关19.磁场能量存在于()区域A.磁场B.电流源C.电磁场耦合D.电场20. 真空中均匀平面波的波阻抗为( ) A.237Ω B.337Ω C.277Ω D.377Ω 答案D21.下列哪个导波装置可以传输TEM 波()A 空心波导B 圆波导C 矩形波导D 同轴线同轴线传输电磁波的主模式是TEM ,也可以传输TE 波和TM 波。
答案:D22.电偶极子天线,辐射远区场,磁场与距离的关系() A 与距离成反比 B 与距离成正比 C 与距离的平方成反比 D 与距离的平方成正比 答案:A五、大题例 5 - 9 设区域Ⅰ(z <0)的媒质参数εr1=1, μr1=1, σ1=0;区域Ⅱ(z >0)的媒质参数εr2=5, μr2=20, σ2=0。