电磁场复习&答案(修改)

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1、电磁场与电磁波复习资料填空题1．梯度的物理意义为描述标量场在某点的最大变化率及其变化最大的方向，等值面、方向导数与梯度的关系是空间某一点的梯度垂直过该点的等值面；梯度在某方向上的投影即为方向导数。2．用方向余弦写出直角坐标系中单位矢量的表达式3．某二维标量函数，则其梯度=梯度在正方向的投影为-1。4．自由空间中一点电荷位于，场点位于，则点电荷的位置矢量为，场点的位置矢量为，点电荷到场点的距离矢量为。5．矢量场，其散度为3，矢量场在点处的大小为3。6．直角坐标系下方向导数的数学表达式梯度的表达式为任意标量的梯度的旋度恒为0，任意矢量的旋度的散度恒为0

2、。7．矢量散度在直角坐标系的表达式为在圆柱坐标系的表达式为在球坐标系的表达式为8．矢量微分运算符在直角坐标系、圆柱坐标系和球坐标系的表达式分别为。9．高斯散度定理数学表达式为，斯托克斯定理数学表达式为。10．矢量通量的定义为：P16页1.4.2节第三段第一句即定义散度的定义为P17页1.4.3节第二段即定义环流的定义为矢量场对于闭合曲线C的环流定义为该矢量对闭合曲线C的线积分。旋度的定义为矢量场在M点处的旋度为一矢量，其数值为M点的环流面密度最大值，其方向为取得环量密度最大值时面积元的法线方向11．矢量的旋度在直角坐标系下的表达式为。12．矢量场为

3、无旋场的条件为，该矢量场是由散度源所产生。13．矢量场为无散场的条件为，该矢量场是由漩涡源所产生。14．电流连续性方程的微分形式为。15．在国际单位制中，电场强度的单位是V/m（伏/米），电位移的单位是C/m²，磁场强度的单位是A/m，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特（T），介电常数的单位是法拉/米(F/m)；，磁导率的单位是亨利每米（H/m），电导率的单位是西门子/米（S/m）。16．在自由空间中，点电荷产生的电场强度与其电荷量成正比，与场点到源点的距离平方成反比。17．从宏观效应来看，物质对电磁场的响应可分为极化，磁化，传导三种现象。18．线性

4、且各向同性媒质的本构关系方程是：，，。19．麦克斯韦方程组的微分形式是：，，，。20．麦克斯韦方程组的积分形式是：，，，。21．求解时变电磁场或解释一切宏观电磁现象的理论依据是麦克斯韦方程组。22．在两种媒质分界面的两侧，电场的切向分量0；磁场的法向分量0；电流密度的法向分量0。23．一般介质分界面的边界条件分别为，，24．两种理想介质分界面的边界条件分别是2.7.13~14~15~16，理想介质与理想导体分界面的边界条件分别是2.7.9~10~11~12。25．静态场指不随时间变化的场，静电场、恒定电场、恒定磁场；分别是由静止电荷、在导电媒质中恒

5、定运动电荷、恒定电流产生的。26．静电场的基本方程积分形式为：，；相应的边界条件为：，。微分形式为：，。27．恒定电场的基本方程积分形式为：，；相应的边界条件为：，。微分形式为：，。28．恒定磁场的基本方程积分形式为：，；相应的边界条件为：，。微分形式为：，。29．理想导体（媒质2）与空气（媒质1）分界面上，电磁场的边界条件为：2.7.9~10~11~1230．电位满足的泊松方程为；在两种纯介质分界面上电位满足的边界条件为：3.1.19，3.1.20。31．在静电场中，电场强度与电位的微分关系为，积分关系为，电场强度的方向为高电位指向低电位。32．

6、对于时变电磁场，磁场与矢量位的关系为，电场强度与标量位的关系为。33．在磁场中，定义矢量位函数的前提条件是。的散度定义为，这个条件叫洛仑兹规范。34．一般介质中电磁波的波动方程为，。均匀平面波的波动方程为5.1.1~2，5.1.3~4。35．标量位函数的达朗贝尔方程为，矢量位函数的达朗贝尔方程为。36．时谐电磁场的亥姆霍兹方程组为公式4.5.2137．用电场矢量、表示的电场能量密度的公式为。38．空气中的电场强度，则其位移电流密度。39．磁场强度，其复数形式为。40．均匀平面电磁波在真空中的传播速度，则在的电介质中传播时，传播速度为m/s。41．均

7、匀平面波在理想介质中传播时，的相位与的相位同相位。42．沿Z轴传播的平面电磁波的复数表示式为:43．电磁波的极化是在空间任意给定点上，合成波电场强度矢量的大小和方向都可能随时间变化的现象。其三种基本形式分别为直线极化、圆极化、椭圆极化计算题：1．矢量，，求（1）（2）解：（1）（2）2．标量场，在点处（1）求出其梯度的大小（2）求梯度的方向解：（1）梯度的大小：（2）梯度的方向3．矢量函数，试求（1）（2）解：（1）（2）4．某矢量函数为（1）试求其散度（2）判断此矢量函数是否可能是某区域的电场强度（静电场）？解：（1）（2）可见，该矢量函数为无旋

8、场，故它可能是某区域的电场强度。5．按要求完成下列题目（1）判断矢量函数是否是某区域的磁通量密度？（2）如果是，求相应的电