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2017年西安邮电大学电磁场与电磁波复试实战预测五套卷

  摘要

一、简答题

1. 趋肤深度是如何定义的?它与衰减常数有何关系?

【答案】趋肤深度定义为电磁波的幅值衰减为表面值的

(或

)时,电磁波所传播的距

离,在工程上常用趋肤深度来表征电磁波的趋肤程度。趋肤深度与衰减常数成反比。

2. 写出矩形波导中纵向场分量满足的方程和边界条件。

【答案】矩形波导中

满足下面的波动方程和边界条件:

满足下面的波动方程和边界条件:

3. 在无界的理想媒质中传播的均匀平面波有何特性?在导电媒质中传播的均匀平面波又有何特性?

【答案】(1)在无界的理想媒质中传播的均匀平面波的特点如下:电场、磁场的振幅不随传;时间相位相同;在空间相播距离增加而衰减,幅度相差一个实数因子η(理想媒质的本征阻抗)互垂直,与传播方向呈右手螺旋关系,为TEM 波。

(2)在导电媒质中传播的均匀平面波的特点如下:电磁场的振幅随传播距离增加而呈指数规律衰减;电、磁场不同相,电场相位超前于磁场相位;在空间相互垂直,与传播方向呈右手螺旋关系,为色散的TEM 波。

4. 时谐场的瞬时坡印廷矢量是如何定义的?如何由复矢量计算平均坡印廷矢量?

【答案】平均坡印廷矢量:

用复矢量计算平均坡印廷矢量。

5. 均匀平面波从媒质1(

)垂直入射到与媒质2(

)的边

界上。当与的大小关系如何时,边界上的电场振幅大于入射波电场振幅?当与的大小关系如何时,边界上的电场振幅小于入射波电场振幅?

【答案】电场在边界上振幅与入射波振幅之比是1+R,所以问题的关键是判断R

的正负。当时,边界上的电场振幅大于入射波电场振幅;当

时,边界上的电场振幅小于入射波

电场振幅。

6. 两个互相垂直的线极化波叠加,在什么条件下,分别是:(1)线极化波;(2)圆极化波;(3)椭圆极化波?

【答案】两个相互垂直的线极化波叠加时,当它们的相位相同或相差Ji 的整数倍时,是线极化波;当它们的振幅相等且相位差为:相位都不相等时,构成椭圆极化波。

时,其合成波为圆极化波;当电场的两个分量的振幅和

二、计算与分析题

7. 在空气中,一均匀平面波的波长为12cm , 当该波进入某无损耗媒质中传播时,其波长减小为8cm , 且已知在媒质中的E 和H 的振幅分别为磁导率和相对介电常数。 【答案】根据题意,波长因此可得波的频率为

在无损耗媒质中的波速为:

又因为

联立上两式可得

由题目条件知在无损耗媒质中的波阻抗为又因为

求该平面波的频率和媒质的相对

相速

联立上两式得

由(1)式、(2)式,可得媒质的相对磁导率和相对介电常数分别为

8. 磁导率分别为和的两种磁介质的分界面为无限大平面,在磁介质1中,有一个半径为a 、载电流为的细导线圆环,与分界面平行且相距为h ,如图1所示。设的磁场力。

试求细导线圆环所受

图1

【答案】

图2

根据题意,设电流为的细导线圆环的镜像圆环电流为,与分界面相距h , 如图1所示,则

由题意

两线圈的互感为

则细导线圆环所受的磁场力