2018年电子科技大学物理电子学院813电磁场与电磁波考研强化五套模拟题
● 摘要
一、填空题
1. 电荷定向运动形成电流,当电荷密度满足状应为_____曲线。
【答案】
闭合
【解析】电流连续性定理。
2. 已知磁导率为的均匀介质中存在恒定(稳恒)磁场分布示成_____上磁化电流体密度
【答案】
可以表示成_____。
易得到;
由安培环路定理的微分形式
将第一问答案
代入,
即可得到
时,电流密度应满足_____,电流线的形
则介质中的电流体密度可以表
【解析】由恒定(稳恒)磁场的旋度公式
以及
即为所求
得到
3. 镜像法是在所求场的区域之外,用_____来代替场问题的边界。假想电荷和场区域原有的电荷一起产生的电场必须要满足_____。
【答案】一些假想电荷;原问题的边界条件。
4. 旋度矢量的____恒等与零,梯度矢量的____恒等与零。
【答案】散度、旋度
二、判断题
5. TEM 波一定是均匀平面波。( )
【答案】×
【解析】横电磁波(TEM )波是指纵向场分量既无电场也无磁场,电场。磁场只有横向分量;而均匀平面波是指等相位面为平面,面上各场分量处处相等的电磁波。均匀平面波一定是横电磁波(TEM ), 而横电磁波(TEM )不一定是均匀平面波。
6. 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】
7. 泊松方程适用于有源区域,拉普拉斯方程适用于无源区域。( )
【答案】×
8. 一个点电荷Q 放在球形高斯面中心处。如果此电荷被移开原来的球心,但仍在球内,则通过这个球面的电通量将会改变。( )
【答案】
三、简答题
9. 波长为λ,z 向传输的电磁波垂直入射一放在z=0处的理想导体板,现将导体板移至z=d处(d>0),为不影响z<0区域的场分布,d 应如何选取。
【答案】由于在z<0区域形成的驻波,具有的周期为行波的一半,故选布不受影响。
10.电位移矢量是如何定义的? 在国际单位制中它的单位是什么?
【答案】电位移矢量定义为:
其单位是库仑/平方米
。
11.试说明为什么单导体的空心或填充电介质的波导管不能传播TEM 波。
【答案】如果空心或填充电介质的波导管内存在TEM 波,则磁场矢量应在横截面内,磁力线在横截面内形成闭合曲线,沿闭合磁力线的磁场积分应等于与之交链即轴向的电流,波导管不存在轴向的传导电流,因此必要求有轴向位移电流,这就要求存在轴向电场,而TEM 波在传播方向上不存在电磁场。因此单导体的空心或填充电介质的波导管不能传播TEM 波。
12.简述色散效应和趋肤效应。
【答案】在导电媒质中,电磁波的传播速度(相速)随频率改变的现象,称为色散效应。在良导体中电磁波只存在于导体表面的现象称为趋肤效应。
13.简要说明行波、驻波、行驻波之间的区别。
【答案】行波的振幅不变,其驻波比为1; 驻波的振幅最小值是零,其驻波比为无穷大;行驻波是行波与纯驻波的叠加,其振幅最小值非零,驻波比在1到无穷大之间。
14.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
,则可使场分
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。
15.试根据图1中感应面电流方向画出磁力线,并标出防线(写明判断依据)。
图1
【答案】由
可知,磁场垂直于电流线;又由
可知,磁力线为闭合线,磁
力线的方向与电流呈右手螺旋关系,故磁力线及方向如图2所示。
图2
16.分析判断电磁波矢量
的极化方式为线极化还是圆极化(左旋、右旋)。
可以看出两矢量互相垂直,且模值相等,因而电磁波为圆极化。
【答案】按照正弦律电磁波复数形式的判断极化的工程方法,将复振幅分为实部矢量和虚部
该电磁波的传播方向为-z 轴方向,如图所示,由复振幅分为实部矢量和虚部矢量及传播方向的关系,该电磁波为左旋圆极化波。
图
四、综合题
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