电磁场复习题(2010.06)
一、单项选择题(每小题2分,共20分)。
1、导体在静电平衡下,其体内电荷密度( B )。
A.为常数 B.为零 C.不为零 D.不确定
2、两个点电荷对试验电荷的作用力可表示为两个力的 ( D )。
A.算术和 B.代数和
C.平方和 D.矢量和
3、电介质极化后,其内部存在 ( D )。
A. 自由正电荷 B. 自由负电荷
C. 自由正负电荷 D. 电偶极子
4、在两种导电介质的分界面处,电场强度的( A )保持连续.
A.切向分量 B.幅值 C.法向分量 D.所有分量
5、介电常数为ε的介质区域中,静电荷的体密度为ρ,已知这些电荷产生的电场为E(x,y,z),而D(x,y,z)=εE(x,y,z)。下面的表达式中正确的是( C )。
A. ▽·D=0 B. ▽·E=ρ/ε0
C. ▽·D=ρ D. ▽×D=ρ
6、介质的极化程度取决于:( D )。
A:静电场 B: 外加电场 C: 极化电场 D: 外加电场和极化电场之和
7、相同的场源条件下,真空中的电场强度是电介质中的( C )倍。
A.ε0εr B. 1/ε0εr
C. εr D. 1/εr
8、梯度的:( C )。
A: 散度为0 B: 梯度为0 C: 旋度为0
9、旋度的:( A )。
A: 散度为0 B: 梯度为0 C: 旋度为0
10、导体电容的大小( C )
A.与导体的电势有关 B.与导体所带电荷有关
C.与导体的电势无关 D.与导体间电位差有关
11、下面的矢量函数中哪些可能是磁场:( B )。
A:
B:
C:
12、在两种介质的分界面上,若分界面上存在传导电流,则边界条件为( B )
A. Ht不连续,Bn不连续 B. Ht不连续,Bn连续
C. Ht连续,Bn不连续 D. Ht连续,Bn连续
13、磁介质中的磁场强度由( D )产生.
A.自由电流 B.束缚电流
C.磁化电流 D.自由电流和束缚电流共同
14、相同场源条件下,磁媒质中的磁感应强度是真空中磁感应强度的( C )倍。
A.μrμ0 B.1/μrμ0 C.μr D.1/μr
15、长度为L的长直导线的内自感等于( B )。
A.
L B.
L
C.
L D.
L
16、交变电磁场中,回路感应电动势与回路材料电导率的关系为( D )
A.电导率越大,感应电动势越大
B.电导率越大,感应电动势越小
C.电导率越小,感应电动势越大
D.感应电动势大小与电导率无关
17、坡印亭矢量与电磁场满足( B )法则。
A.左手 B.右手 C.亥姆霍兹 D.高斯
18、频率为50Hz的场源,在自由空间中的波长为( A )。
A.6000km B.600km C.60km D.6km
19、波长为1米的场源,在自由空间中的频率( B )
A. 30MHz B. 300MHz
C. 3000MHz D. 3MHz
20、波长为0.1米的场源,自由空间中的频率( C )
A. 30MHz B. 300MHz
C. 3000MHz D. 3MHz
21、真空中均匀平面波的波阻抗为( D )
A. 237Ω B. 277Ω
C. 327Ω D. 377Ω
22、真空中均匀平面波的波阻抗为( )
A. 80
(Ω) B. 100
(Ω)
C. 20
(Ω) D. 120
(Ω)
23、均匀平面波在良导体中的穿透深度为( A )
A.
B.
C.
24、均匀平面波的电场为
,则表明此波是( B )
A.直线极化波 B.圆极化波 C.椭圆极化波
25、沿z轴方向传播的均匀平面波,Ex=cos(ωt-kz-90°),Ey=cos(ωt-kz-180°),问该平面波是( B )
A. 直线极化 B. 圆极化
C. 椭圆极化 D. 水平极化
26、若
介质属于( A )。
A.良导体 B.电介质 C.不良导体
27、若
介质属于(A )。
A.电介质 B.良导体 C.不良导体
28、若
介质属于(C )。
A.电介质 B.良导体 C.不良导体
29、两个相互平行的导体平板构成一个电容器,其电容与(A )无关。
A.导体板上的电荷 B.平板间的介质
C.导体板的面积 D.两个导体板的相对位置
30、时变场中,电场的源包括:(A C)
A. 电荷 B. 传导电流 C. 变化的磁场 D. 位移电流
31、两个相互平行的导体平板构成一个电容器,其电容与(A C)无关。
A.导体板上的电荷 B.平板间的介质
C.导体板的几何形状 D.两个导体板的距离
二、填空题 (每空2分,共20分)
1、对于矢量
,若
,
则:
=
;
= 0 ;
= 0 ;
2、标量函数 = xyz 的梯度为
3、矢量函数
的散度为:
4.对于矢量
,写出:散度定理
斯托克斯定理
5、静止电荷所产生的电场,称之为__静电场_____。
6、电场强度的方向与正电荷在电场中受力的方向___相同____。
7、电位参考点就是指定电位值恒为 零 的点。
8、在正方形的四顶点上,各放一电量相等的同性点电荷,几何中心放置荷Q,则Q不论取何值,其所受这电场力为 零 。
9、真空中静电场的两个基本方程的积分形式为
、
10、写出真空中静电场的两个基本方程的微分形式为
11、电流的方向是指 正电荷 运动方向。
12、恒定电场的基本方程为:
13、在无源理想介质中 Jc= 0 ,ρ= 0
14、在理想介质中电位的泊松方程
。
15、无源介质中电位的拉普拉斯方程为
16、
分析
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恒定磁场时,在无界真空中,两个基本场变量之间的关系为 , 通常称它为 真空的磁特性方程或本构关系
17、磁介质中磁场的基本方程为:
18、真空中的安培环路定律(用积分公式表示) 。
19、在磁介质中的安培环路定律(用积分公式表示)
20、磁场的两个基本变量是
(或磁感应强度)和
(或磁场强度)。
21、无限长电流I,在空间r处产生的磁场强度为
。
22、磁感应强度可定义为某一矢量的 旋度 ,我们把这个矢量称作量位。
23、媒质分界面有面电流分布时,磁场强度的切向分量 不连续 。
24、变化的磁场产生电场的现象称作_电磁感应_定律。
25、电磁感应定律的积分形式为
26、麦克斯韦方程组中关于H和E的微分表达式为
、
27、写出波印廷矢量瞬时值的表达式
写出波印廷矢量的复数表达式
28、当场量随时间变化的频率较高时,场量几乎仅存在于导体表面附近,这种现象称这为 集肤 效应。
三、简答题
1、 说明静电场中的电位函数,并写出其定义式。
答:静电场是无旋的矢量场,它可以用一个标量函数的梯度表示,此标量函数称为电位函数(3 分)。静电场中,电位函数的定义为
(3 分)
2、 什么叫集肤效应、集肤深度?试写出集肤深度与衰减常数的关系式。
高频率电磁波传入良导体后,由于良导体的电导率一般在107S/m量级,所以电磁波在良导体中衰减极快。 电磁波往往在微米量级的距离内就衰减得近于零了。因此高频电磁场只能存在于良导体表面的一个薄层内, 这种现象称为集肤效应(Skin Effect)。电磁波场强振幅衰减到表面处的1/e的深度,称为集肤深度(穿透深度), 以δ表示。集肤深度
3、说明真空中电场强度和库仑定律。
答:电场强度表示电场中某点的单位正试验电荷所受到的力,其定义式为:
(3 分)。库仑定律是描述真空中两个静止点电荷之间相互作用的规律,其表达式为:
(3 分)。
4、用数学式说明梯度无旋。
答:
(2 分)
(2 分)
(2 分)
5、什么是真空中的高斯定理?请利用高斯定理求解下面问题:假设真空中有半径为a的球形带电体,电荷总量Q均匀分布在球体内,求任意点的电场强度。
分析:电场方向垂直于球面。
电场大小只与r有关。
在球外区域:r>a
在球内区域:r
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