中南大学《电磁场与电磁波》考试试卷(2009级).doc

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1、中南大学考试试卷2011--2012学年上学期期末考试试题时间100分钟电磁场与电磁波课程48学时3学分考试形式:闭卷专业年级:通信工程2009级总分100分,占总评成绩70%注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上一、填空(1-2题每空1分,其余每空2分,共25分)1.带电导体内静电场值为,从电位的角度来说,导体是一个,电荷分布在导体的。2.体积为V,介电常数为e的介质中电荷分布为r(r),在空间形成电位j和电场E和D,则空间的静电能量密度为,空间的总静电能量为。3.已知电位函数,则电场强度4、空气中的电场强度,则位移电流密度=。5、已知恒定电流所产生的磁场强度为

2、,则该恒定电流的电流密度。6.在介电常数为的无限大均匀介质中,有一平行于外电场的针形空腔,设空腔内的介质为空气,电场均匀分布,则空腔中的电通密度(电位移)____________7.区域1(参数为ε1=ε0、µ1=µ0、γ1=0)和区域2(参数为ε2=5ε0、µ2=20µ0、γ2=0)的分界面为Z=0的平面。已知区域1中的电场若区域2中的电场,则式中的A值必须取8.已知电磁波的电场强度为,则该电磁波为极化波。9.介电常数和电导率分别为及的两种导电媒质的交界面,如已知媒质2中电流密度的法向分量为,其方向与分界面法线方向相同,由媒质1指向媒质2。则分界面上的电荷面密度_

3、_________________。10.正弦电磁场(角频率为)的磁场强度复矢量满足的亥姆霍兹方程为______________。11.平行极化波由介质1斜入射到介质2(),若,入射角时发生全反射,若,入射角时不存在反射波。二、选择填空题(每题2分,共12分)1.成立的条件是在()A.非导电媒质界面上;B.任何介质界面上;C.导电媒质界面上。2.已知某区域V中电场强度E满足,则一定有()A.E为时变场B.E为静电场C.V中电荷均匀分布D.V中电荷处处为零3.用镜像法求解电场边值问题时,判断镜像电荷是否正确的根据是()A.镜像电荷是否对称B.电位所满足的方程是否改变C

4、.边界条件是否保持不变D.同时选择B和C4.导电媒质中的电磁波不具有()性质(设媒质无限大).A.电场和磁场垂直B.振幅沿传播方向衰减C.电场和磁场同相D以平面波形式传播5.均匀平面波从空气中垂直入射到无损耗媒质()表面上,则电场反射系数为()A.B.C.6.一半径为的圆柱形铁棒在均匀外磁场中磁化后,棒内的磁化强度为,则铁棒表面的磁化电流密度为()A.B.C.三.简答题(14分)1.写出麦克斯韦方程组的微分形式,说明每个方程的物理含义(8)2.简述均匀导波系统中传播的电磁波的模式及特点。(6分)四.平行板电容器,极板间填充介电常数的介质,其间有体电荷密度为的电荷分布

5、,尺寸坐标如图所示。忽略边缘效应。上下极板电位分别为U0和0伏。求:(12分)1)极板间的电场、电位分布2)极板上的自由面电荷分布3)极化电荷分布五.如图所示,一无限长载流直导线与一长方形导线框在同一平面上,求直导线与导线框之间的互感M。(9分)六.无限长的矩形金属导体槽上有一极板,极板与金属槽绝缘,极板上电位为U0,金属槽接地,横截面如图所示,试用分离变量法计算此导体槽内的电位分布(10分)七.已知真空中平面波的电场强度为(9分)试求:①波的传播方向、波矢量②波的频率和波长;③磁场强度;八.一均匀平面波垂直入射到位于的理想导体平板上,已知电磁波电场强度的复数形式为

6、:(9分)求:(1)反射波的电场;(2)判断反射波的极化方式;(3)总的磁场的瞬时表示式;(4)导体表面的感应电流。

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