1081《电磁场与电磁波》大作业a答案

《1081《电磁场与电磁波》大作业a答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、西南大学号：类别：*课程名液学网络与继续教育学院课程考试答题卷姓名：层次：专升本J教专业：电气工程及其口动化2015年12月K【编号】：电磁场与电磁波【1081】A卷2、斜入射的均匀平而波可以分解为哪两个正交的线极化波？答：斜入射的均匀平面波都可以分解为两个正交的线极化波:一个极化方向与入射面垂直，称为垂直极化波；另一个极化方向在入射面内，称为平行极化波。3、矩形波导的传播特性参数有哪些？答：传播常数、截止频率、相速度、群速度、波导波长、波阻抗等。4、阐述天线分类中的任意三种分类方式。答：按天线特性分类从方向性分：有强方向性天线、弱方向性天线、定向天

2、线、全向天线、针状波束天线、扇形波束天线等。从极化特性分：有线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。线极化天线又分为垂直极化和水平极化天线。从频带特性分：冇窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线。按天线上电流分布分类有行波犬线、驻波天线。按使用波段分类有长波、超长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线。二、计算题(共60分，每题10分)给定矢SA=eA-9ev-ez,B=2ex-4ev+3e_,求：(1)A+B；(2)AB；(3)AxB答：(1)3e-13e+2e：(2)35；(3)-3e-5e+4e.ayzxyz,(1)A+B=ex-9e

3、y-e.+2ex-4ey+3e.=3ex-13ey+2e:(2)AB=(q-9匕一匕)・(2乞—4ev+3eJ=2+36-3=35耳eyJAB=(ex-9ey-)x(2ex-4ey+3ez)=1-9-1=-31ex.-5ev+14e.2-436、设0(兀,y9z)=3x2y-y3z2求在点M(1,—2,1)处的V0。答：-12ex-9ey+16ez▽0=5詈+S'等十乞¥=+(3兀2-3y2z)ey-2y3ez=-l2ex-9ey+16ez7、一个半径为a的球体均匀分布着体电荷密度/7(C/m3)的电荷，球体内外介电常数均为6,求球体题号—-二三四五

4、总分评卷人得分(横线以卜•为答题区)一、分析题(共40分，每题10分)1、阐述任意理想介质中均匀平面电磁波的传播特性。答：(a)均匀平面电磁波的电场强度矢虽和磁场强度矢虽均与传播方向垂直，没冇传播方向的分量，即对于传播方向而言，电磁场只有横向分量，没有纵向分量。这种电磁波称为横电磁波或称为TEM波。(b)电场、磁场和传播方向互相垂直，H•满足右手定则。(c)电场和磁场相位相同，波阻抗为纯电阻性。(cl)复坡印廷欠量为：11F*F2S=-ExHf=-exE()e-jkzxev^-ejkz=22…v7z2〃从而得坡印廷矢量的时间平均值为£2平均功率密度为

5、常数，表明与传播方向垂直的所冇平面上，每单位面积通过的平均功率都相同，电磁波在传播过程屮没有能量损失(沿传播方向电磁波无衰减)。(e)任意时刻电场能量密度和磁场能量密度相等，各为总电磁能量的一半。内外的电场强度及电位分布。解：采用球处标系分析本题（只涉及了一个变量半径「，并未涉及其他角度变量）。4在rva的区域，高斯面是一个与这个球体相同球心，以「为半径的球面，所包围的电荷是-Ttr^p,因此fE.[JdS=心厂临尼口=4>rr2E.=—7iry—（耳表示方向沿径向向外，下面省略了中间过程）所以E严匹e「（V/m）3%在r>a的区域，高斯面是一个与这

6、个球体相同球心，以r为半径的球而，所包围的电荷是,47rr2E=-7ra3-^-°3&D-P&°_帚6(V/m)求解电势：由于电荷分布在有限区域，可选无穷远点为参考点。则在r

7、方向随时间变化。在/时刻，兀与）/轴的夹角a=Qo+ef，所以BdSs=evB()sin(曲)nah=B()ahsin(曲)cos(a{)+曲)故感应电动势为ud①b—dt=-coabB{}cos(6/0+2®t)在r>a时久单kii矩形线圈置于时变场B=冬3。血曲屮，如图所示。初始时刻，线圈平而的法向单位矢量巾与9、一•个半径为。的导体球的电位为：/,设无穷远处为零电位。求球内、外的电位分布。解：导体球是等位体，所以球内各点的电位均为U。球外的电位满足拉普拉斯方程两次积分，通解为0--;+E根据边界条件求常数，边界条件如下。⑴r=a时二U.(2)r

8、■Crfl上述边界条件，确定常数为：A-aU,B=0,代入通解得0■—r10、半径为a的无限长直导线通有电流