《电磁场与电磁波》中期考试题及参考答案演示教学.doc

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1、精品好文档，推荐学习交流《电磁场与电磁波》2014年中期考试题一、填空题（每空1分，共30分）1.位置矢量微元在直角坐标的表达式是（），其在球坐标系的表达式又是（）；在不同坐标系下单位矢量有的为常矢量，有的为变矢量，在直角坐标系的单位矢量为（常）矢量，圆柱坐标的单位矢量和为（变）矢量，球坐标系的单位矢量均为（变）矢量。2.标量场的梯度是一个（矢）量，矢量场的散度是一个（标）量，矢量场的旋度是一个（矢）量，空间某点标量场的梯度与该点方向导数的关系是（投影或）。3.两种媒质的电导率和均为有限值时，电磁场的边界条件是

2、（），（），（），（）。4.麦克斯韦方程组是描述电磁场基本规律的高度总结与概括，写出麦克斯韦方程组的微分形式，并简述物理意义。1)（），物理意义为（传导电流和时变电场产生磁场）2)（），物理意义为（时变磁场产生电场）3)（），物理意义为（磁通永远连续）4)（），物理意义为（电荷是电场的源）5.电场的能量密度表达式为（），磁场的能量密度表达式为（）；静电位的泊松方程是（），拉普拉斯方程是（），矢量磁位的三个直角坐标分量的泊松方程分别是（）、（）、（）。6.沿Z轴放置的线电荷密度为的无限长线电荷在无界真空中产生的电

3、场强度（）；若取为电位参考点，电位函数（）。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢9精品好文档，推荐学习交流二、单项选择题（每小题2分，共20分）1.已知，则（B）。A.B.C.2.麦克斯韦提出位移电流之后，安培环路定理修正为（C）。A.B.C.3.同轴线内导体半径为a，外导体内半径为b，内外导体间介质的介电系数为，其单位长度的电容为（A）。A.B.C.4.依据法拉第电磁感应定律，具有普遍意义的感应电动势表达式为（B）。A.B.C.5.由时变场麦克斯韦方程组可以知道(C)。A.电力线不会闭合B.电场只由电荷

4、产生C.磁场可由电场产生6.静电荷产生的静电场，在（B）区域中为零。A.导体内部及其表面上B.导体内部C.导体表面上7.磁导率为的介质区域V中，恒定电流密度为，已知此电流产生的磁感应强度为，下面表达式中不成立的是（A）。A.B.B.8.引入电位移矢量定义的公式为（A）。A.B.C.9.体电荷、体电流密度的单位是（C）。A.B.C.仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢9精品好文档，推荐学习交流10.介质1的介电系数为，介质2的介电系数为，，则介质1与介质2在交界的法向方向上的电场强度关系为（C）A.B.C.

5、三、计算题（共50分）1.（15分）如图-1所示，无线长同轴线的内导体是半径为a的圆柱，外导体是半径为c的薄圆柱面，厚度可忽略不计，内外导体间填充有磁导率分别为和的两种不同的磁介质，分界面是半径为b的圆柱面。设同轴线中通过的电流为I，试求：1)两种磁介质的磁化电流分布2)同轴线中单位长度所储存的磁场能量3)单位长度的自感图—1解：(1)设磁导率为μ1和μ2的磁介质中磁场强度、磁感应强度分别为H1、B1、H2、B2，由安培环路定理可得求得仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢9精品好文档，推荐学习交流μ1和μ

6、2磁介质中的磁化强度M1、M2分别为μ1和μ2的磁介质中磁化电流体密度J1、J2分别为在ρ=a的分别面上磁化电流面密度为在ρ=c的分别面上磁化电流面密度为在ρ=b的分别面上磁化电流面密度为(2)设内导体中磁场强度为H0，由安培环路定理可得求得内导体中的能量为仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢9精品好文档，推荐学习交流μ2的磁介质中的能量为μ1的磁介质中的能量为同轴线中单位长度所储存的磁场能量为(3)单位长度的自感，由Wm=½LI21.（15分）如图-3所示，介电常数为的介质球壳的内径为a，外径为b，球心

7、为坐标原点。有一带电量为q的点电荷位于该球心，计算介质球壳的极化强度矢量和极化体、面电荷密度。图—3解：设介质中的电位移矢量为D，由高斯定理可得仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢9精品好文档，推荐学习交流求得介质中极化强度矢量P与电位移矢量D的关系为求得介质中的极化电荷体密度为在r=a的分别面上极化电荷面密度为在r=b的分别面上极化电荷面密度为3.（20分）平行板电容器填充的两层介质，介质参数分别为，和，，外加电压为。设极板形状为边长为的正方形。若不考虑边际效应，试求：a)两介质分界面上的自由电荷与极化

8、电荷面密度b)电容器两极板间的漏电导c)电容器的电容（原题中本问为：求该电容器的损耗功率）仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢9精品好文档，推荐学习交流解：a)设垂直平行板电容器极板向下的方向为z轴正向，根据电流密度矢量的边界条件，分析可知介质1和介质2的电流密度矢量相等，方向为z轴正向，设为J，则有求得介质1和介质2中的电位移矢量只有z向分量，且为自由电荷面密度为极化电荷面密度