电磁场与电磁波48学时考试复习.doc

一、 基本概念；
电场强度▁▁▁▁、磁场强度▁▁▁▁▁、坡印廷向量▁▁▁、电位▁▁▁、
极化强度▁▁▁▁、电通量密度▁▁▁▁、磁化强度▁▁▁▁、电感▁▁▁、
能量密度▁▁▁▁、介电常数▁▁▁▁▁、电偶极矩▁▁▁▁
2.解释名词：
散度、旋度、电场强度、传导电流、位移电流、电位、梯度、电偶极子、磁偶极子、束缚电荷、束缚电流、极化强度、磁化强度、电容、电感、互感、能量密度、恒定电场、等位面、漏电流、铁磁物质、磁通、坡印廷向量、理想导体、理想介质
3.主要内容：
电场、磁场边界条件；电场与电位的关系；真空中的电场；介质中的电场；真空中的磁场；介质中的磁场；高斯定律；安培环路定律；同轴电缆中电场磁场计算；磁通量的计算；直导线对线框的作用力；同轴线电容、漏电流、电导计算；复坡印廷向量，坡印廷向量平均值；
二、 填空题：
①． 电场的最基本特征就是电场对运动或静止的电荷都有作用力。
②． 在静电场中，导体内电场等于▁▁，导体是▁▁▁▁体，导体表面是▁▁▁▁，电力线▁▁▁于导体表面。而在恒定电场中，导体内部可能存在▁▁▁。
③． 在恒定电场中有=0,它说明在均匀内部虽然有恒定电流，但没有▁▁▁，恒定电荷只能分布在导体▁▁▁。
④． 在导电媒质中，平均磁能密度比平均电能密度▁▁。这正是由于σ≠0 所引起的▁▁▁所致，因为它激发了附加▁▁▁。
⑤． 全电流包括▁▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁▁。
⑥． 当磁力线从▁▁▁▁▁▁进入到▁▁▁▁▁▁时，▁▁▁▁一侧的▁▁▁于分界面。
⑦． 介质在外电场作用下，内部的▁▁▁▁▁形成▁▁▁▁▁，对外呈▁▁▁▁▁▁，
从而改变了原来的▁▁▁▁▁▁。
一、判断与选择（判断题正确时在括号内打√，错题打╳，选择题直接选）（分）
(1) 电场强度相同的地方电位也一定相等。 （ ）
(2) 电力线与磁力线在任何情况下都相互垂直 （ ）
(3) 电感的大小由流过导体的电流确定。 （ ）
(4) 电场磁场在通过不同媒质界面会发生突变。 （ ）
(5) 任意时变电磁场在空间都形成电磁波。 （ ）
(6) 电场强度相同的地方电位不一定相等。 （ ）
(7) 电容的大小由导体的电位确定。 （ ）
(8) 在通电线圈旁放一铜块，对线圈的自感几乎无影响。 ( )
(9) 静电场中放入导体将改变原电场分布 （ ）
(10) 集肤深度越大，导体的导电性能越好 ( )
(11) 静电场中若放入介质，则原电场不会发生变化。 （ ）
(12) 电位为零的导体都不带电 （ ）
(13) 静电场中电场强度与导体表面处处垂直。 （ ）
(14) 恒定电场导体内部没有电荷没有电场 （ ）
(15) 驻波不传播实功率，只有虚功率即电磁场能量转换，平均功率为零 （ ）
(16) 静态场中，如果边界条件确定，则空间各处的场就唯一确定。 （ ）
(17) 静电场中导体和介质都要受电场力的作用。
(18) 用镜像法分析稳态电磁场的依据是唯一性定理 （ ）
(19) 场强大的地方电位一定高 （ ）
(20) 恒定电场中，已知在两种不同媒质的分界面上，E2 平行于分界面，那么这两种媒质是：
(a) σ1=0,σ2≠0 (b) σ1>>σ2 (c)σ1≠0,σ2≠0
(25) 导电媒质中，电场与磁场能量密度的分布为：
(a) > (b) < (c) =
(27) 静电场是散度场，若电力线汇聚于某一点，说明此点满足：
(a) ▽•E>0 (b)▽•E<0 (c)▽•E=0
(28) 恒定磁场中，当磁场由铁磁物质进入非铁磁物质时，哪一侧磁力线几乎垂直于分界面．
(a) 铁磁物质一侧　　　　（b）非铁磁物质一侧　　　(c) 两边都是
(30) 静电场是散度场，若电力线从某一点发散，说明此点满足：
(a) ▽•E>0 (b)▽•E<0 (c)▽•E=0
(31)　恒定电场中，当电场由良导体进入不良导体时，哪一侧电力线几乎垂直于分界面．
(a) 良导体一侧　　　　（b）不良导体一侧　　　(c) 两边都是
(32) 电介质对静电场的影响是
(a) 加强 （b）削弱 （c）不影响
(33) 导电媒质中电场与磁场的相位关系为：
(a)电场超前磁场 (b) 磁场超前电场 (c) 两者同相
(34) 电力线指向
(a) 电位增加方向　　　　（b）电位减小方向　　　(c) 电位相等方向
二．问答题：（每题 分）
①． 试从麦氏方程组说明空间电磁波是如何形成的？
②． 同轴电缆在高压被击穿时，先从何处被击穿？为什么？
③． 等位面上的电位处处一样，因此面上各处的电场强度也处处相同，这种说法对吗？
为什么？
④． 当恒定电流通过电导率不同的两相邻的导电媒质时，其分界面上有无电荷分布？为什么？
⑤． 试问为什么电磁波在导电媒质中传播时会产生色散？
⑥． 任意极化的均匀平面波斜入射到两种媒质分界面时，若媒质2为理想导体，试问在媒质1中合成场有什么特点？
⑦． 导电媒质中磁场能量密度和电场能量密度哪个大？为什么？
⑧． 简答均匀平面波在理想介质中传播时有什么特点？
⑨． 试述均匀平面波在导电媒质中传播时，有什么特点？
⑩． 恒定电场中，在下列不同情况的边界条件：
（1） 电导率相差极大的两导电媒质
（2） 导电媒质与理想介质的分界面
（3） 两种非理想媒质的分界面
试问在什么情况下，在分界面的 那一侧，电场强度线近似垂直于分界面？在什么情况下平行与分界面，为什么？
11． 在时变电磁场中，判断一种媒质是否属于良导体的条件是什么？
12．束缚电荷与自由电荷有何不同？
13．静电场中的导体有什么特点？
14．用微波炉加热食品时，能用金属作容器吗？为什么？
15．在理想介质与理想导体的分界面上电场和磁场的场矢量有什么特点？
16．恒定电场中，不同电导率的物质分界面上有无电荷？为什么？
17．进行卫星通信时，对电磁波频率的要求是什么？为什么？
18．为什么用良导体可进行电磁波的屏蔽？
19．为什么用微波炉加热食品时，食品被加热了但容器却不会被烧坏？
20．当电力线从良导体一侧进入到不良导体一侧时，不良导体一侧的电场如何分布？为什么?
21. 当磁力线从非铁磁物质一侧进入到铁磁物质一侧时，非铁磁物质一侧的磁场如何分布，为什么？

三、 （20分）设同轴线的内导体半径为a,外导体内半径为b,它们都是理想导体，两导体间的媒质参数为ε和μ，σ=0。如在内外导体间加电压U时，流过内外导体的电流为I（二者方向相反）。试利用坡印廷矢量，证明内外导体间向负载传送的功率为UI。
四、计算题（ 分）( 基本常数 （F/m） (H/m) )

(1) 判断下列频率下，海水属于何种导体(=4(s/m) )：
① f=10kHz ②f=100GHz ③f=3kHz ④f=30MHz
(2)．设同轴线的内导体半径为a,外导体内半径为b,，两导体间充满介电常数为ε的理想介质，如在内外导体间加电压U时，求介质中的电场及单位长度的电容。
(3) 一根无限长细导线与一个三角形导
线框的一边相互平行且在一个平面内，如图示。
试计算直导线与三角形导线框间的互感。 I
c

b
a

（6） 已知内半径a(m), 外半径b(m)，长1(m)的同轴电缆，导体间媒质电导率为（s/m）, 导体的>>，导体间电压为，求： 1¸媒质中电流密度和电场强度
2．功率损耗和漏电阻
3．若σ=0，媒质介电常数为ε，忽略边缘效应，求极间电场强度和该电容器的电容。

（7）设同轴线的内导体半径为a,外导体内半径为b,它们都是理想导体，两导体间的媒质参数为ε和μ，σ=0。如在内外导体间加电压U时，流过内外导体的电流为I（二者方向相反）。
求：①导体间的电场 ②导体间的磁场 ③坡印廷向量

(8)一根无限长细导线与一个等腰三角形导
线框的底边相互平行且与三角形同在一个平面内，
如图示。试计算直导线与三角形导线框间的互感。 I
c

b
a

（13）平行板电容器的长、宽分别为a和b，板间距离为d。电容器的一半厚度用介电常数为的介质填充，另一半用空气填充。
（1）板上外加电压，求板上的自由电荷面密度、束缚电荷面密度；
（2）若已知极板上的自由电荷总量Q，求此时极板间电压和束缚电荷面密度；
（3）求电容器的容量