2018年电子科技大学光电信息学院813电磁场与电磁波考研基础五套测试题
● 摘要
一、填空题
1. 平行极化波由空气中斜入射到与无损耗介质
则反射系数=_____、折射(透射)系数=_____。
【答案】0;
【解析】
由平行极化波的菲涅尔公式
可立即得到结果。另外由于平行极化波的入射
角
可求得。
其依据是_____。 知
由的分界平面上,
已知入射角 2. 在分析电磁场时,通常引入矢量位函数并令
【答案】
3. 有两个导体球,导体球1的半径为a ,带电量为2q ,导体球2的半径为2a , 带电量为设两球间距离
量为_____。 【答案】 若用细导线将两球连接起来,则导体球1的带电量为( ),导体球2的带电
【解析】两导体球由导线连成一个整体,其带电量为两球带电量的加和,即为由一个导体为等势体知,球1与球2的电势相同,球1与球2的电势可分别表示为. 由两式相等,得到即可得结果。
4. 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
二、判断题
5. 恒定电场中理想导体内的电场强度为零。( ) 【答案】
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6. 发生全反射时,透射系数t 不一定等于零。( )
【答案】√
【解析】①在对理想导体平面垂直入射时,发生全发射,易知②在对理想介质分界面斜入射时,当入射角大于临界角时,也会发生全反射,此时由菲浬耳公式得到不等于0, 在透射媒质中同样存在着透射波,透射波仍然是沿分界面方向传播,但振幅沿垂直于分界面的方向上按指数规律衰减,因此这种透射波主要分布在分界面附近,故称为表面波。
7. 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。
8. 任意两个带电导体之间都存在电容,对电容有影响的因素包括导体几何形状,导体上的电荷量、两导体相对位置和空间介质。( ) 【答案】
三、简答题
9. 试说明为什么矩形波导中不能传输TEM 波。试列举一个能传输TEM 波的导波系统。
【答案】假如在矩形波导内存在TEM 波,由于磁场只有横向分量,则磁力线应在横向平面内闭合,这时就要求在波导内存在纵向的传导电流或位移电流。但是,因为矩形波导是单导体波导,波导内没有纵向传导电流。又因为TEM 波的纵向电场,所以也没有纵向的位移电流;同轴波导。
10.表述高斯定律,并说明在什么条件下可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。
【答案】高斯定律:通过一个任意闭合曲面的电通量等于该面所包围的所有电量的代数和除以与闭合面外的电荷无关,即
在电场(电荷)分布具有某些对称性时,可应用高斯定律求解给定电荷分布的电场强度。
11.什么是良导体?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。
12.天线的基本参数有哪些?分别说明其定义。
【答案】天线的基本参数包括:主瓣宽度、副瓣电平、前后比、方向性系数、效率、增益系数、输入阻抗、有效长度、极化和频带宽度等。
主瓣宽度是指主瓣轴线两侧的两个半功率点的矢径之间的夹角。 副瓣电平是指最大副瓣的功率密度和主瓣功率密度之比的对数值。
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前后比是指主瓣功率密度和后瓣功率密度之比的对数值。
在相等的辐射功率下,受试天线在其最大辐射方向上某点产生的功率密度与一理想的无方向性天线在同一点产生的功率密度的比值,定义为受试天线的方向性系数。 天线的效率是指天线的辐射功率与输入功率的比值。
在相同输入功率下,受试天线在最大辐射方向上某点产生的功率密度与一理想的无方向性天线在同一点产生的功率密度的比值定义为该受试天线的増益系数。
输入阻抗定义为天线输入端的电压与电流的比值。
在保持实际天线最大辐射方向上的场强不变的条件下,假设天线上的电流为均匀分布,电流大小等于输入端的电流,此假想天线的长度即称为实际天线的有效长度。
天线的极化是指天线在其最大辐射方向上电场矢量的取向随时间变化的规律。
当频率改变时,天线的电参数能保持在规定的技术要求范围内,将对应的频率变化范围称为该天线的频带宽度。
13.写出恒定磁场中矢量磁位和标量磁位
【答案】矢量磁位定义式
入到
得到
标量磁位定义式
得到
即得 中,得到 代入到中, 的定义式及它们各自满足的微分方程。 代 在均匀、线性、各向同性的磁介质中,将又利用恒等式和库伦规范在均匀、线性、各向同性的媒质中,
将
14.现用一个环形天线来接收电磁波,请根据法拉第电磁感应定律以及均匀平面波的性质,推断一下环的摆放与电磁波的传播方向成什么样的几何关系时接收效果最佳?说明理由。
【答案】环天线主要用来接收磁场,根据法拉第电磁感应定律,对于确定的时变磁场,环天线平面与时变磁场垂直时,穿过环天线的磁通量变化率最大,从而在环天线上产生较大的电动势(电压)。
对于均匀平面波,其重要的性质之一是它为TEM 波,即电场、磁场都与传播方向垂直,因此为了让环天线平面与时变磁场垂直时,则环天线平面应与传播方向一致,这是天线的接收效果最佳。
15.分别写出电偶极子福射的近区场和远区场,并说明其特性。
【答案】在电偶极子激发的电场中
与静态电场、磁场分布相同
球面波,其辐射具有方向性。
第 4 页,共 40 页 的区域的场称为近区场,其中的电场、磁场分布的区域的场称为远区场。远区场又称辐射场,是一个非均匀
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