工程电磁场20100802试题B1.doc

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1、一、简答：（共20分，每小题4分,）1.阐述标量磁位的定义，并写出标量磁位的拉普拉斯方程。2．写出麦克斯韦描绘电磁场理论的四方程（微分形式），并阐述其物理意义、三个关系、两个假说、一个预言。3．写出坡印亭矢量的定义，并说明其方向以及物理意义。4．简述理想电介质中均匀平面波的传播特性。5.写出均匀传输线的方程，并说明器物理意义（电气做）。6．简述电磁场与电路的关系以及联系两者的主要方程（测控做）。二、计算题(共20分，每小题5分)1.用镜像法求解下列问题，试确定镜像电荷的个数，大小与位置（5分）。——++2.一避雷器最大入地电流为2K

2、A，其接地体为一个半球形，若人的安全跨步电压为24V，土壤电阻率为100Ω.m，人的步长以0.7m计算，问防护栏应设在何处？（5分）3.平行板电容器的极板面积S=400cm2，板间距离为0.5cm，中间玻璃和空气各占一般厚度，已知介质的相对介电常数，其击穿强度为60kV/cm，空气的击穿强度为30kV/cm。计算电容器接到10kV的电源上能否击穿。（5分）。4.某种无界导电媒质中传播的均匀平面波的电场表示式为，试说明电磁波的传播方向及极化方式（5分）。三、如图1所示，边长为2a和2b的长方形回路中通过电流I，求x轴线上的矢量磁位A和

3、磁场感应强度B(10分)。yx图1IoP(x,0)r1r22b2a四、设媒质的介电常数为ε、磁导率为μ、电导率为σ，对于线性、均匀和各向同性媒质，推导无源（J=0）、损耗媒质（σ≠0）中，电场强度的波动方程，写出电场强度的解(10分)。五、已知无界理想媒质中，正弦均匀平面电磁波的频率，电场强度为试求：均匀平面电磁波的相速度、波长、相移常数和波阻抗；电场强度和磁场强度的瞬时表达式；与电磁波传播方向垂直的单位面积上通过的平均功率。（15分）注意：六题为电气做，七题为测控做六、已知传输线的特性阻抗Zc=600∠-37ºΩ、γ=0.2×10

4、-3∠45º（1/km）；负载阻抗，负载电流I2=0.5A、工作频率f=2000Hz、线长5Km。试求（1）行波的相速；（2）始端电压和电流(15分)（电气做）。七、试从电磁场的基本方程，出发推导电磁波的非齐次动态位方程——达朗贝尔方程，并描述洛伦兹规范的主要意义(15分)（测控做）。八、实验部分（6分）1.在法拉第电磁感应定律测量空间磁场时，磁场描绘仪信号源的输出频率为1MHz，探测线圈匝数为200，接收线圈面积为5mm2，万用表的最大读数为20mV，计算磁感应强度的峰值，以及说明如何根据毫伏表的读数判断磁场强度的方向。2.在实验

5、1中，采用电流场来模拟静电场，请你阐述其比拟的条件，并绘制两平行轴电线的电场分布图。九、课外拓展部分（4分）任选其一：（1）分别简述屏蔽低频和高频电磁波干扰应采取的屏蔽手段；（2）简述磁流体发电机原理；（3）简述电磁炮的基本原理；附录：积分公式：μ0=4π×10-7H/m,ε0=8.85×10-12F/m