2017年辽宁工程技术大学电子与信息工程学院921电磁场与电磁波(同等学力加试)复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1. 时谐电磁场的复矢量是真实的场矢量吗?引入复矢量的意义何在?
【答案】复矢量并不是真实的场矢量,真实的场矢量是与之相应的瞬时矢量。 引入复矢量的意义在于在频率相同的时谐场中可很容易看出瞬时矢量场的空间分布。
2. 写出传导电流密度
、磁化电流密度
和位移电流密度
与电场强度或磁场强度的关系
式,并简要说明三种电流密度物理意义的异同。
【答案】传导电流密度位移电流密度
磁化电流密度
其是导电媒质中的自由电子在电场作用下,运动形成的电流;
其意义是电位移矢量随时间的变化率;
磁介质被磁化后,其内部和表面会出现宏观的电流分
布,这就是磁化电流。
3. 多导体系统的部分电容是如何定义的?试以考虑地面影响时的平行双导线为例,说明部分电容与等效电容的含义。
【答案】多导体系统的部分电容是指多导体系统中一个导体在其余导体的影响下,与另一个导体构成的电容。计及大地影响的平行双线传输线,如图所示,
它有三个部分电容线1、2间的等效电容为和大地间的等效电容为
导线1和大地间的等效电容为
和
导导线2
图
4. 试写出波的极化方式的分类,并说明它们各自有什么样的特点。
【答案】波的极化方式的分为圆极化,直线极化,椭圆极化三种。 (1)圆极化的特点(2)直线极化的特点
且
的相位差为:
的相位差为相位相差0, Π
(3)椭圆极化的特点且的相位差为或
5. 什么是坡印廷定理?它的物理意义是什么?
【答案】坡印廷定理-穿过闭合面S 进入体积V 内的电磁能流。
6. 什么是均匀平面波?
它表明体积V
内电磁能量随时间变化的増长率等于场体积V 内的电荷电流所做的总功率之和,等于单位时间内
是否是均匀平面波?
所给的
【答案】
等相面与等幅面重合且为平面的波称为均匀平面波。而所给的电磁波不是均匀平面波。
电磁波其等幅面为z=常数的平面,等相面为z=常数的平面,虽然它们都为平面,但并不重合,因
二、计算与分析题
7. 如图所示,
的半空间充满磁导率为的磁介质,
的半空间为空气。有一无限长直细
导线位于z 轴上,导线中的电流为在xoz 平面内有一个与细导线共面的矩形线框。试求:(1)电流I 产生的磁感应强度:(2)细导线与矩形线框问的互感。
图
【答案】(1)根据安培环路定律,可得
由于
又根据边界条件有
即
(2)与矩形线框交链的磁通为
所以
于是得
8. 证明在无源空间定义为
【答案】在无源空间:在无源空间
中,可以引入一矢量位
并推导
和
的微分方程。
所以可以引进:矢量位
可以定义标量,其梯度为:
证毕。
的微分方程可以推导出来:
且满足洛伦兹规范
9. 一垂直极化波从水中以
若
(1)在分界面上; (2)离分界面处。
【答案】从水中入射到空气中的临界角为
入射角
所以将发生全反射。
角入射到水和空气的分界面上,设水的参数为
时,入射波电场
试求空气中的电场值:
根据折射定律得
则
设垂直极化波斜入射时,透射波的波矢量为
其中
则透射波的电场可表示为