期末电磁场大作业

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(完整版)电磁场期末试题

电磁场与电磁波期末测验题一、判断题：（对的打√，错的打×，每题2分，共20分）1、标量场在某一点梯度的大小等于该点的最大方向导数。

(√)2、真空中静电场是有旋矢量场。

(×)3、在两种介质形成的边界上，电场强度的切向分量是不连续的。

(×)4、当导体处于静电平衡状态时，自由电荷只能分布在导体的表面。

(√）5、在理想导体中可能存在恒定电场。

(×）6、真空中恒定磁场通过任一闭合面的磁通为零。

(√）7、时变电磁场是有旋有散场。

(√)8、非均匀平面波一定是非TEM 波。

(×)9、任意取向极化的平面波可以分解为一个平行极化波与一个垂直极化波的合成 (√)10、真空波导中电磁波的相速大于光速。

(√)二、简答题（10+10=20分）1、简述静电场中的高斯定律及方程式。

答:真空中静电场的电场强度通过任一闭合曲面的电通等于该闭合曲面所包围的电荷量与真空介电常数之比。

⎰=⋅S S E 0d εq2、写出麦克斯韦方程的积分形式。

答:S D J l H d )(d ⋅∂∂+=⋅⎰⎰S l t S B l E d d ⋅∂∂-=⋅⎰⎰S lt 0d =⋅⎰S S Bq S=⋅⎰ d S D三、计算题（8+8＋10＋10＋12＋12）1 若在球坐标系中，电荷分布函数为⎪⎩⎪⎨⎧><<<<=-b r b r a a r 0, ,100 ,03ρ试求b r a a r <<<< ,0及b r >区域中的电通密度D 。

解作一个半径为r 的球面为高斯面，由对称性可知r e D s D 24d rq q s π=⇒=⋅⎰ 式中q 为闭合面S 包围的电荷。

那么在a r <<0区域中，由于q = 0，因此D = 0。

在b r a <<区域中，闭合面S 包围的电荷量为()3333410d a r v q v -⨯==-⎰πρ 因此， ()r e D 2333310r a r -=- 在b r >区域中，闭合面S 包围的电荷量为()3333410d a b v q v -⨯==-⎰πρ 因此， ()r e D 2333310r a b -=- 2 试证位于半径为a 的导体球外的点电荷q 受到的电场力大小为222302232)(4)2(a f f a f a q F ---=πε 式中f 为点电荷至球心的距离。

东南大学电磁场期末样卷

K
(
K K j 2( x − 3 z ) 3ax + az e A/m ，
)
K K K ki = −2ax + 2 3az ⇒ ki = 4
ω = v p ki = C0 ki = 3 ×108 × 4 = 12 ×108 rad/s
k t = ω μ 2 ε 2 = 2 ki = 8
（1）—— 2 分
(
)
（5）—— 2 分
K K Ei ( t ) = −240π a y cos ωt + 2 x − 2 3 z V/m
(
)
（6）—— 1 分
i
(
x
z
)
1．求此平面波的角频率以及在此理想介质中的波长；（4 分） 2．求入射角 θi 和折射角 θt ；（4 分） 3．给出入射波电场强度的瞬时表达式；（3 分） 4．给出折射波电场强度的复数表达式；（6 分） 5．求从分界面上每单位面积进入理想介质中的平均功率。（3 分）解：
1．由 H i =
U ⎧ ⎪ A1 = ；A2 = 0 d1 ⇒⎨ ⎪ B = 0；B = U 2 ⎩ 1
所以： ϕ1 ( x ) =
K K U K dϕ K dϕ K U x ； ϕ2 ( x ) = U ； E1 = −ax 1 = −ax ； E2 = −ax 2 = 0 。（3）—— 2 分 dx d1 dx d1
ωμ
此平面波的传播方向与电场垂直，与磁场不垂直，因此此波不是 TEM 波。（7）—— 1 分 (3) 此波为 TE 波， E x 与 E z 相位差为 0，极化特性为一线极化波。
K K
（8）—— 2 分
六．（20 分）一均匀平面波自空气（ ε 0 ， μ0 ）向理想介质（ ε = 4ε 0 ， μ = μ0 ）表面（ z = 0 ）斜入射。 K K K j ( 2 x − 2 3z ) = 3a +a e A/m 。若入射波的磁场为： H

电磁场期末考试试题

电磁场期末考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 电磁波在真空中的传播速度是多少？A. 299,792,458 m/sB. 3.0 x 10^8 m/sC. 1.0 x 10^8 m/sD. 9.0 x 10^7 m/s2. 麦克斯韦方程组中描述磁场变化产生电场的方程是：A. ∇ × E = -∂B/∂tB. ∇ × B = ∂E/∂tC. ∇ × E = ∂B/∂tD. ∇ × B = -∂E/∂t3. 在静电场中，电场强度与电势的关系是：A. E = -∇VB. E = ∇VC. E = ∇×VD. E = -∇×V4. 以下哪个不是电磁波的类型？A. 无线电波B. 可见光C. X射线D. 声波5. 根据洛伦兹力公式，一个带电粒子在磁场中运动时受到的力是：A. F = qvBC. F = qB × vD. F = q × (v × B)6. 以下哪个是描述电磁波的偏振性质的？A. 频率B. 波长C. 振幅D. 方向7. 电磁波在介质中的传播速度与真空中相比：A. 总是更大B. 总是更小C. 取决于介质的折射率D. 无法确定8. 一个闭合电路中的感应电动势与磁通量变化的关系由以下哪个定律描述？A. 欧姆定律B. 法拉第电磁感应定律C. 基尔霍夫电压定律D. 基尔霍夫电流定律9. 在电磁场理论中，以下哪个不是电磁波的属性？A. 频率B. 波长C. 质量D. 能量10. 以下哪个是描述电磁波在介质中传播时波速变化的公式？A. v = c/nC. v = c + nD. v = n/c二、简答题（每题5分，共20分）1. 简述麦克斯韦方程组的四个基本方程及其物理意义。

2. 解释什么是电磁波的色散现象，并给出一个例子。

3. 说明什么是电磁感应，并给出一个实际应用的例子。

4. 描述电磁波在不同介质中的传播特性。

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________。

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 由理想导体2指向介质1,则磁场满足的边界条件:01=⋅B n ，s J H n =⨯1 。

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ϕ满足的关系式n ∂∂=ϕεσ-。

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 =24rQπε；无限长线电荷（电荷线密度为λ）E ＝rπελ2。

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。

西电电磁场大作业

大作业2、描述“旋度的物理背景”，二维旋度如何表示。

环量是个标量，向量对向量做点乘积分。

而旋度是个矢量，是向量对向量做叉乘积分。

环量有一个范围概念，沿闭合曲线做积分得到一个标量。

而旋度有一个极限概念，这个闭合曲线面积缩小至零的时候，得到一个环量面密度。

这个时候就会遇到一个问题，对于同一个位置，当这个逼近于零的曲面面朝不同的方向的时候，环量面密度可能是不一样的（环量依赖于曲面）。

既然与方向有关系，那就把环量面密度除于所在环面的单位法向量，这样得到的矢量，既可以描述旋转强度，又可以描述方向，更重要的是不依赖于曲面了，直接表示空间中一点的旋转强度与方向由于二维平面中z=0，即旋度微分公式中对z 的导数均为0，所以二维旋度表示：rot A z xa y A A ⎪⎪⎭⎫∂∂ ⎝⎛∂∂=-x y4、将三个相同的电偶极子分别置于X 、Y 、Z 轴，它们的中心位于坐标原点，试求这一复合偶极子的电位、电场表达式，并绘制其电场、电位空间分布图。

公式推导：电偶极子在点P 处的电位为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=6141-21-51311140r r r r r r q πεϕ ()222x 1z y b r ++-=()222x 2z y b r -++=()2223z b y x r +-+=()2224z b y x r -++= ()2225b z y x r -++=()2226b z y x r +++= 对于电场强度：ϕ-▽E =程序：q=1e-9;e0=(1/(36*pi))*10^(-9);b=3;x=-8:1:8;[x1,y1,z1]=meshgrid(x);r1=sqrt((x1-b).^2+y1.^2+z1.^2);r2=sqrt((x1+b).^2+y1.^2+z1.^2);r3=sqrt(x1.^2+(y1-b).^2+z1.^2);r4=sqrt(x1.^2+(y1+b).^2+z1.^2);r5=sqrt(x1.^2+y1.^2+(z1-b).^2);r6=sqrt(x1.^2+y1.^2+(z1+b).^2);f=(q/(4*pi*e0))*(1./r1+1./r3+1./r5-1./r2-1./r4-1./r6);%三元函数平面值figure(1)isosurface(x1,y1,z1,f,3);%绘制等位面isosurface(x1,y1,z1,f,-3);isosurface(x1,y1,z1,f,0);isosurface(x1,y1,z1,f,0.5);isosurface(x1,y1,z1,f,-0.5);hold on[ex,ey,ez]=gradient(-f);%求梯度ee=sqrt(ex.^2+ey.^2+ez.^2);ex=ex./ee;ey=ey./ee;ez=ez./ee;quiver3(x1,y1,z1,ex,ey,ez,0.6,'g');%绘制矢量线plot3(b,0,0,'b+');plot3(-b,0,0,'b.');plot3(0,b,0,'b+');plot3(0,-b,0,'b.');plot3(0,0,b,'b+');plot3(0,0,-b,'b.');title('电场/电位分布图');xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');hold off 分布图：6、沿z 向分布无限长线电荷等距置于x=0平面两侧，距离d ，线密度分别为ρl ，-ρl ，求解电位且绘制等位面方程。

(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 ϖ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 ϖ、2B ϖ和3Bϖ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 ϖϖ，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 ϖϖ，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 ϖ、2B ϖ及3Bϖ，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 ϖϖ，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 ϖ、2B ϖ、3Bϖ，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 ϖϖ，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 ϖϖ．［］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 ϖ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 ϖ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 ϖ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 ϖϖϖϖϖ+++= ∵ 1B ϖ、4B ϖ均为0，故32B B B ϖϖϖ+= 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 ϖ在O 点产生1d B ϖ的方向为↓(-z 方向) 电流元2d l I ϖ在O 点产生2d B ϖ的方向为⊗(-x 方向) 电流元3d l I ϖ在O 点产生3d B ϖ的方向为⊗ (-x 方向) 3分kR I i R IB ϖϖϖπ-+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 ϖϖϖ⨯=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 ϖϖϖϖ++= (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.任意曲面在匀强磁场B ϖ中，取一半径为R 的圆，圆面的法线n ϖ与B ϖ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 ϖϖd 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 ϖ_____________．(2) 磁感强度B ϖ沿图中环路L 的线积分 =⎰⋅L l B ϖϖd ______________________．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 ϖϖd 等于：____________________________________(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 ϖ2d l I ϖ3d l I ϖO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 ϖ、2d l I ϖ、3d l I ϖ在O 点产生的Bϖd 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。

工程电磁场期末考试(最终打印版)

工程电磁场期末考试（预测题60%命中率）一、简答题（60分）（请用电脑打开）1、解释并简述霍尔效应原理，并列举相关元件（5分）（必考）答案：磁场强度B与电流方向垂直时，形成电流的正电荷或负电荷将会受到磁场力的作用而发生微小移动，产生的微小电位差叫做霍尔电压。

元件：电子功率计、矩形脉冲元件、测量磁通密度的仪表2、写出不同情况下的法拉第电磁感应电动势，并写出相关数学表达式（5分）（必考）答案：1、闭合路径静止不动，而与其相交链的磁通却随着时间发生变化：emf2、一个恒定磁通与一个闭合路径之间有相对运动：3、以上2种情况的复合：（注意：H、D、E、V、B、L、E、S等加粗的字母一定要标箭头，否则一分都没有）3、写出时变电磁场和静电场的麦克斯韦方程组并说明每个方程的物理意义（微分形式和积分形式）（5分）（注：此题必考，必要时可弄点小抄）答案：时变电磁场（微分形式）：----位移电流和变化电场产生磁场------变化的磁场产生电场-------静电场为有源场---------磁场为无源场时变电磁场（积分形式）：静电场（微分形式）：▽ⅹE=0▽ⅹH=J静电场（积分形式）：∮E.d L=0∮H.d L=Ι4、分别写出导体、电介质、磁场的边界条件（5分）（注：此题必考，必要时可弄点小抄）答案：导体边界条件： 1.在导体内部，静电场的电场强度为零。

2.导体表面上的电场强度处处垂直于导体表面。

3. 导体表面是一个等位面。

电介质边界条件：磁场边界条件：5、写出传输线的电报方程、传输波方程、无损耗传输线的方程、正弦波的复数表达式、低损耗传输的条件（5分）（必考）答案：传输线的电报方程：传输线的传输波方程：无损耗传输线的方程：正弦波的复数表达式：在导体表面：E的切线分量为零D 的法线方向为电荷面密度V IRI Lz t∂∂⎛⎫=-+--⎪∂∂⎝⎭I VGV Cz t∂∂⎛⎫=-+⎪∂∂⎝⎭()()22222222V V VLC LG RC RGVz t tI I ILC LC RC RGIz t t⎧∂∂∂=+++⎪⎪∂∂∂⎨∂∂∂⎪=+++⎪∂∂∂⎩V ILz tI VCz t∂∂⎧=-⎪⎪∂∂⎨∂∂⎪=-⎪∂∂⎩——时变电流产生时变电压——时变电压产生时变电流[]()001(,)cos..2j j z j tVV z t V t z V e e e c cφβωωβφ±=±+=+（此处请看教材P237-10.34）（必考）低损耗传输的条件：①R<<wL,G<<wC②无畸变，即：6、解释安培环路定律、高斯定律、毕奥沙伐定律、斯托克斯定理（5分）答案：安培环路定律: 磁场强度沿一闭合路径的线积分等于该闭合路径所包围的电流的大小:点形式：▽ⅹH=J高斯定律：穿过任意闭合曲面的电通量等于该曲面所包含的总电荷：点形式：毕奥沙伐定律：斯托克斯定理：00jV V eφ=-复数振幅（有幅值，有相位）(,)j z j tcV z t V e eβω±=—复数瞬态电压()j zsV z V eβ±=—相电压（不随时间变化）R GL C=7、解释保守场、写出电流连续性方程和欧姆定律的点形式（5分）答案：保守场：沿任意一条闭合路径移动单位电荷外力不做功，即：一个保守场对于任何一条可能的闭合路径的线积分都是零。

完整版电磁场期末试题

电磁场与电磁波期末测验题、判断题：（对的打V,错的打X,每题2分，共20分）V）i 、标量场在某一点梯度的大小等于该点的最大方向导数。

（X ）2、真空中静电场是有旋矢量场。

（X ）3、在两种介质形成的边界上，电场强度的切向分量是不连续的。

（V）4、当导体处于静电平衡状态时，自由电荷只能分布在导体的表面。

（X ）5、在理想导体中可能存在恒定电场。

（6真空中恒定磁场通过任一闭合面的磁通为零。

（）V）7、时变电磁场是有旋有散场。

（8、非均匀平面波一定是非TEM波。

（X ）9、任意取向极化的平面波可以分解为一个平行极化波与一个垂直极化波的V）合成（10、真空波导中电磁波的相速大于光速。

（）1、简答题（10+10=20分）1、简述静电场中的高斯定律及方程式。

答:真空中静电场的电场强度通过任一闭合曲面的电通等于该闭合曲面所包围的电荷量与真空介电常数之比。

:E dS 2S2 、写出麦克斯韦方程的积分形式。

答：H dl （J -D） dSl s' tE dl -B dSl S t::B dS 0SD dS qS式中f 为点电荷至球心的距离。

若将该球接地后，再计算点电荷2证明根据镜像法，必须在球内距球心d —处引入的镜像电荷球未接地，为了保持总电荷量为零，还必须引入另一个镜像电荷球心，以保持球面为等电位。

那么，点电荷 q 受到的力可等效两个镜像电荷对它的作用力，即,三、计算题(8+8+ 10+ 10+ 12+ 12) 1若在球坐标系中，电荷分布函数为0, 0ra10 3, a r b 0, r b试求0 r a, a r b 及r b 区域中的电通密度 D 。

解作一个半径为r 的球面为高斯面，由对称性可知 qD d s q D 2 e r s 4 r式中q 为闭合面S 包围的电荷。

那么r a 区域中，由于q = 0，因此D = 0。

r b 区域中，闭合面S 包围的电荷量为q v dv 103 4 r 3 a 3因此,33 3 r a 2 errb 区域中, 闭合面S 包围的电荷量为34,3 3dv 10b av3因此,.33b a 2err2试证位于半径为a 的导体球外的点电荷q 受到的电场力大小为 q 2a 3(2f 2 a 2)4 c f 3(f3「2 a ) q 的受力。

电磁场期末考试试题

电磁场期末考试试题电磁场期末考试试题电磁场是物理学中的一个重要概念，它涉及到电荷、电场、磁场等一系列的物理现象和规律。

在电磁场的学习过程中，我们需要通过期末考试来检验自己对这一知识点的掌握程度。

本文将以电磁场期末考试试题作为主题，深入探讨电磁场的相关知识。

第一题：简答题1. 什么是电磁场？电磁场是由电荷所产生的电场和磁场相互作用而形成的物理现象。

它是一种具有能量和动量的物质。

2. 电场和磁场有何区别？电场是由电荷所产生的，具有电荷的性质，可以对电荷施加力。

而磁场是由电流所产生的，具有磁性的物质可以对磁场施加力。

3. 电磁场的四个基本方程是什么？电磁场的四个基本方程是麦克斯韦方程组，包括高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和法拉第电磁感应定律。

第二题：计算题4. 一个点电荷q在真空中产生的电场强度为E，与该点电荷相距r的某点的电场强度为多少？根据库伦定律，电场强度与电荷量成正比，与距离的平方成反比。

因此，该点的电场强度为E' = kq/r^2，其中k为库伦常数。

第三题：分析题5. 请解释磁场的磁感应强度和磁场强度之间的关系。

磁感应强度B是描述磁场的物理量，它的单位是特斯拉。

而磁场强度H是描述磁场中磁性物质受到的力的物理量，它的单位是安培/米。

两者之间的关系可以通过安培定律得到，即B = μH，其中μ为磁导率。

第四题：应用题6. 一个长直导线中有电流I流过，求离导线距离为r的点的磁场强度。

根据安培环路定律，长直导线产生的磁场强度与电流成正比，与距离成反比。

因此，该点的磁场强度为B = μI/2πr，其中μ为真空中的磁导率。

通过以上试题，我们可以看出电磁场的学习内容涉及到电场、磁场、电荷、电流等多个方面的知识。

在解答试题的过程中，我们需要灵活运用电磁场的基本方程和定律，理解电磁场的物理规律。

同时，我们也可以通过计算题和应用题来加深对电磁场的理解和应用能力。

总结起来，电磁场期末考试试题是一个考察学生对电磁场知识掌握程度的重要方式。

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_______。

电磁场期末试题及答案

电磁场期末试题及答案第一部分：选择题（共40分，每小题2分）1. 电磁场是研究电荷和电流引起的电场和磁场现象的一个学科。

以下哪个物理定律描述了电磁场的基本性质？A. 安培环路定理B. 麦克斯韦方程组C. 库仑定律D. 电磁感应定律答案：B2. 关于电场和磁场的说法，以下哪个是错误的？A. 电场和磁场都是由电荷引起的B. 电荷在电场中受力，磁荷在磁场中受力C. 电场和磁场都满足叠加原理D. 电磁场可以相互转换答案：A3. 一个点电荷Q在空间中产生的电场是球对称的。

以下哪个公式可以正确描述其电场强度E与离电荷的距离r之间的关系？A. E = kQ/r^2B. E = kQ/rC. E = kQ^2/r^3D. E = kQ^2/r^2答案：A4. 以下哪个物理量用于描述磁场的特性？A. 电势差B. 电感C. 磁感应强度D. 电场强度答案：C5. 电磁场中的能量密度是指单位体积内的能量。

以下哪个公式计算的是电场能量密度？A. ε0E^2/2B. (μ0H^2)/2C. (ε0E^2 + (μ0H^2))/2D. (ε0E^2 - (μ0H^2))/2答案：A...第四部分：解答题（共30分）1. 描述电磁场的麦克斯韦方程组，并简要解释每个方程的物理意义。

解答略2. 两根平行无限长导线I1和I2电流方向均相同，距离为d，分别位于坐标轴上的点A(0, a, 0)和B(0, -a, 0)。

求点P(x, 0, z)处的磁感应强度B。

解答略3. 一圆形线圈的半径为R，通以电流I。

求线圈轴线上距离线圈中心点为x的位置处的磁感应强度B。

解答略第五部分：实验题（共20分）1. 请设计一种实验方法，用于测量一根直导线中电流的强度。

解答略2. 请设计一种实验方法，用于测量一个平行板电容器中的电场强度。

解答略结语：本文主要针对电磁场学科的期末试题进行了答案解析。

通过选择题、解答题和实验题的形式，涵盖了电磁场的基本概念、定律和实验方法。

西电电磁场与电磁波大作业

电磁场与电磁波大作业班级：021231学号：02123023姓名：林名峰一，用柱面镜像法，针对圆柱上，求出电位及等位面方程线密度为l ρ的无限长线电荷平行置于接地无限大导体平面前，二者相距d ，求电位及等位面方程。

解：仿照点电荷的平面镜像法，可知线电荷的镜像电荷为l ρ-，位于原电荷的对应点。

以原点为参考点。

得线电荷电位为:++=r r l 00ln2περϕ同理得镜像电荷l ρ-的电位---=r r l 00ln2περϕ任一点（x,y ）的总电位-++=ϕϕϕ用直角坐标表示为22220)()(ln 4),(yd x yd x y x l +-++=περϕ其等位面方程为22222)()(m yd x y d x =+-++ m 为常数，方程可化为222222)12()11(-=+-+-m md y d m m x该方程表示圆心在)(0,0y x ，半径为0R 的一族圆。

|1|220-=m md R ，d m m x 11220-+=，00=y每给定一个m （m>0），对应一个等位圆，此圆电位是ml ln 20περϕ=二、源代码现用MATLAB画出不同m值时的等位圆图，设d=1，lρ=19⨯106.1-代码：[X,Y]=meshgrid(-1.5:0.01:1.5,-0.5:0.01:0.5);fi=1.6e-19/(4*pi*8.854e-12).*log(((X+1).^2+Y.^2)./((X-1).^2+Y.^2));%各点电位m=sqrt(((X+1).^2+Y.^2)./((X-1).^2+Y.^2));%m值，在workspace中可查看相应的值[c,h]=contour(X,Y,fi,'k');%画不同m值对应等位线clabel(c,h);hold ongrid onxlabel('Y')ylabel('X')d=1;for m=[1/100 1/60 1/30 1/15 1/8 1/3 1/2 2 3 8 15 30 60 100]x0=(m^2+1)/(m^2-1)*d;r0=2*m*d/abs(m^2-1);alpha=0:pi/10000:2*pi;x=r0*cos(alpha)+x0;y=r0*sin(alpha);title('²»Í¬mÖµÊ±µÄµÈÎ»ÏßÍ¼ÐÎ(m=1/100 1/60 1/30 1/15 1/8 1/3 1/2 2 3 8 15 30 60 100)');plot(x,y);axis([-3 3 -3 3]);hold on;grid on;end运行结果：图中右半平面（x>0），对应m>1，电位为正，左半平面（x<0），对应m<1，电位为负，y轴对应m=1，电位为0，m=0对应点（-1,0），m=∞对应点（1,0）。

西电电磁场大作业(电磁波和电磁场的应用)

电磁场大作业(1)题目：电磁波和电磁场的应用学院：电子工程学院班级：姓名：学号：指导老师：电磁波和电磁场的应用麦克斯韦全面地总结了电磁学研究的全部成果，并在此基础上提出了“感生电场”和“位移电流”的假说，建立了完整的电磁场理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的内在联系及统一性，完成了物理学的又一次大综合。

他的理论成果为现代无线电电子工业奠定了理论基础。

麦克斯韦方程组是麦克斯韦建立的描述电场与磁场的四个方程。

方程组的微分形式，通常称为麦克斯韦方程。

在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。

该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。

麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。

麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来，建立了完整的电磁场理论体系。

这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。

麦克斯韦方程组在电磁学中的地位，如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。

以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论，是经典物理学最引以自豪的成就之一。

它所揭示出的电磁相互作用的完美统一，为物理学家树立了这样一种信念：物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。

另外，这个理论被广泛地应用到技术领域。

麦克斯韦方程组的积分形式如下： (1) (2)(3) (4) 上面四个方程可逐一说明如下：在电磁场中任一点处（1）电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度。

（2）磁感强度的散度处处等于零。

（3）电场强度的旋度等于该点处磁感强度变化率的负值。

（4）磁场强度的旋度等于该点处传导电流密度与位移电流密度的矢量和。

在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。

该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。

一、CDMA 技术CDMA ，就是利用展频的通讯技术，因而可以减少手机之间的干扰，并且可以增加用户的容量，而且手机的功率还可以做的比较低，不但可以使使用时间更长，更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。

工程电磁场期末考题

工程电磁场期末考题引言工程电磁场是电子工程、通信工程等专业的一门基础课程，通过学习工程电磁场，可以了解电磁场的基本理论和应用。

期末考试是对学生对于这门课程的总结和应用能力的考核，下面是一些可能出现的考题，供同学们参考。

题目一：电磁场的基本概念和性质（300字）1.什么是电磁场？它是如何产生的？2.电磁场的基本特性有哪些？3.电磁场的单位和常用量纲是什么？解答提示：1.电磁场是一种由电荷和电流产生的物理现象，它包括电场和磁场两个部分。

电场是由电荷产生的，磁场是由电流产生的。

当电荷运动产生电流时，它会激发周围的电场和磁场。

2.电磁场具有超距作用、波动性、辐射性等特性。

3.电磁场的电场强度和磁感应强度的单位分别是牛顿/库仑和特斯拉。

题目二：电场的计算和分析（500字）1.什么是电场强度？如何计算电场强度？2.电场的叠加原理是什么？如何应用电场的叠加原理计算电场强度？3.电势能在电场中的应用是什么？如何计算电场中的电势能？解答提示：1.电场强度是描述电场的一种物理量，表示单位正电荷在电场中所受到的力。

它的计算公式是E = F/q，其中E 表示电场强度，F表示力，q表示电荷。

2.电场的叠加原理指的是在多个电荷存在的情况下，每个电荷所产生的电场强度可以叠加。

应用电场的叠加原理时，只需要将每个电荷所产生的电场分别计算出来，然后将它们相加即可。

3.电势能是描述电荷在电场中具有的能量，它可以通过计算电荷在电场中所受到的力和移动距离的积来求得。

电势能的计算公式是Ep = q * V，其中Ep表示电势能，q 表示电荷，V表示电势。

题目三：静磁场的计算和分析（400字）1.什么是静磁场？它与静电场有什么不同？2.安培环路定理是什么？如何计算磁场强度？3.磁感应强度与磁场强度有什么关系？解答提示：1.静磁场是指磁场中磁感应强度和磁场强度保持不变的情况。

与静电场不同，静磁场中不会有电荷的移动，只有磁场的变化。

2.安培环路定理是描述磁场的一种定律，它指出磁场沿闭合回路的环流等于通过这个回路的总电流。

工程电磁场期末考试(最终打印版)

2.导体表面上的电场强度处处垂直于导体表面。

3. 导体表面是一个等位面。