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2018年电子科技大学电子科学技术研究院813电磁场与电磁波考研强化五套模拟题

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一、填空题

1. 在两种不同媒质的分界面处,电磁场的_____矢量的切向分量总是连续的;_____矢量的法向分量总是连续的。

【答案】电场强度;磁感强度

2. 在解析法求解静态场的边值问题中,_____法是求解拉普拉斯方程的最基本方法;在某些特定情况下,还可用_____法求拉普拉斯方程的特解。

【答案】分离变量;镜像

3. 电偶极子的远区场是_____球面波,电场强度的振幅随距离r 按_____变化,随方向按_____变化。

【答案】非均匀;

【解析】电偶极子的远区场的性质有:

①远区场是辐射场,电磁波沿径向辐射;

②远区场是横电磁波(TEM 波),远区的电场和磁场都只有横向分量,与

垂直于传播方向;

③远区场是非均匀球面波;

④场的振幅与r 成反比,这是由于电偶极子由源点向外辐射,其能量逐渐扩散;

⑤远区场具有方向性。

4. 在良导体中,电磁波的趋肤效应随着频率的増加而_____(A. 减小;B. 增大);随着电导率和磁导率的増加而_____(A. 减小;B. 增大)。

【答案】A ; A

【解析】趋肤效应由趋肤深度表示,趋肤深度

随着电导率和磁带率的増加,趋肤效应减小。

随着频率的增加,趋肤效应减小,相互垂直,且

二、判断题

5. 在线性磁介质中,由

【答案】 的关系可知,电感系数不仅与导线的几何尺寸、材料特性有关,还与通过线圈的电流有关。( )

6. 在理想介质中传播的均匀平面波的电场强度沿传播方向是不变的。( )

【答案】×

【解析】在理想介质中传播的均匀平面波,电场的方向与传播的方向相互垂直。

7. 绝缘介质与导体分界面上,在静电情况下导体外的电力线总是垂直于导体表面的。( ) 【答案】

8. 在均匀极化的电介质中,极化电荷只能分布在电介质表面。( )

【答案】√

【解析】在电介质中,无论是位移极化还是取向极化,极化电荷在电介质内部都相互抵销,存在的极化电荷只分布在电介质表面。

三、简答题

9. 写出恒定磁场中的安培环路定律并说明:磁场是否为保守场?

【答案】恒定磁场中的安培环路定律为

因为电流密度不为零,所以磁场不是保守场。

10.什么是波的极化?什么是线极化、圆极化、椭圆极化?

【答案】在空间任意给定点上,合成波电场强度矢量E 的大小和方向都可能会随时间变化,这种现象称为电磁波的极化,它表征在空间给定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性,并用电场强度矢量的端点随时间变化的轨迹来描述,若该轨迹是直线,则称为直线极化;若轨迹是圆,则称为圆极化;若轨迹是椭圆,则称为椭圆极化。

11.分别阐述电偶极子的近区场和远区场的特点。

【答案】(1)电偶极子近区场的特点:电场与磁场的时间相差90°,能流密度的实部为零,只存在虚部。可见近区场中没有能量的单向流动,能量仅在场与源之间不断交换,近区场的能量完全被束缚在源的周围.

(2)电偶极子近区场的特点:电场与磁场同相,均比电流超前相位。复能流密度仅具有实部,能量是传播的。因此,远区中只有不断向外辐射的能量,所以远区场又称为辐射场。

12.波导可否有一个以上的截止频率?波导的截止频率取决于什么因素?

【答案】可以。波导的截止频率取决于波导尺寸、模式序号以及波导中填充的介质。

13.说出理想介质和导电介质中均匀平面电磁波性质的差异。

【答案】(1)理想介质均勾平面电磁波性质:①电磁波为横电磁波,电场E 、磁场H 与电磁波传播方向n 三者之间相互正交,且满足右手螺旋关系;②媒质的特性阻抗为实数,电场五与磁场//同相;③为无衰减的行波。

(2)导电介质中均勾平面电磁波性质:①电磁波为横电磁波,电场E 、磁场H 与电磁波传播方向n 三者之间相互正交,且满足右手螺旋关系;②媒质的特性阻抗为复数,电场E 与磁场H 之间存在相位差;③相速与频率有关,损耗媒质为色散媒质,且电磁波为衰减的行波。

14.什么是良导体?良导体与理想导体有何不同?

【答案】良导体是指的媒质,理论上的导体叫理想导体。良导体不但与有关,而且与有关,而理想导体只与有关。

15.为什么一般矩形波导测量线的纵槽开在波导的中线上?

【答案】

因为在一般矩形波导中传输的电磁波是模式,

而模式在波导壁面上的电流分布是在波导宽壁的中线上只有纵向电流,所以沿波导宽壁的中线开槽不会切断电流而影响波导内的场分布,也不会引起电磁波由开槽处向波导外辐射电磁波能量。

16.请写出B-D 形式的场定律的微分形式及其相应的边界条件,并阐明每个方程(包括边界条件)的物理意义。

【答案】(1)形式的场定律的微分形式为

(2)其物理意义为式的含义是指,时变的磁场是电场的涡旋源,可以产生涡旋电场

式的含义是指,电荷

式的含式的含义是指,磁场没有通量源一一磁荷式的含义是指,电流和时变的电场是磁场的涡旋源,

可以产生涡旋磁场可以产生电场通量,电荷只有正、负两种

义是指,当空间点上的电荷密度减少时,必有电流密度的净通量。

(3)在介质分界面上满足的边界条件为