2017年重庆大学电气工程基础及专业基础课之电磁场复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1. 试写出理想导体表面切向电场、切向磁场的边界条件。
【答案】
2. 实际边值问题的边界条件分为哪几类?
【答案】实际边值问题的边界条件分为三类:第一类是整个边界上的电位函数均已知,第二类是已知整个边界上的电位法向导数,第三类是一部分边界上电位已知,而另一部分边界上的电位法向导数已知。
3. 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:
4. 什么是群速?它与相速有何区别?
【答案】群速是指包络波上任一恒定相位点的推进速度。相速是电磁波的等相位面在空间中的移动速度。群速是调制波即所载信息的传播速度。相速是针对单一频率时谐波而言的。
5. 在导电媒质中均匀平面波的电场与磁场是否同相位?
【答案】在导电媒质中,磁场与电场的相位不同。
6. 你理解均匀媒质与非均匀媒质、线性媒质与非线性媒质、各向同性与各向异性媒质的含义吗?
【答案】均匀媒质是指介电常数或磁介质磁导率处处相等,不是空间坐标的函数。 非均匀媒质是指介电常数或磁介质的磁导率是空间坐标的标量函数。 线性媒质是
与
的大小无关,反之为非线性媒质。 与
的方向无关,
是标量,D (B )和E (H )的方向相同。
各向同性媒质是指
其单位是库仑/平方米
。
各向异性媒质是指D (B )和E (H )的方向相同。
二、计算与分析题
7. 写出理想电介质
无源区域中复麦克斯韦方程组的微分形式,并由此
推导出电场强度复矢量所满足的亥姆霍兹方程。
【答案】理想介质无源区域的复矢量麦克斯韦方程组的微分形式为
将第二个方程变形为由于
,以及
即
8. 求圆柱形波导中
波的传输功率。
【答案】对于圆柱形波导,其功率为
圆柱形波导中的
波的场分量
由贝塞尔函数的递推公式
因为所以
而
由于在
处有
即
故
则
波的传输功率为
9. 一均匀平面波由空气垂直入射到位于x=0的理想介质(入射波电场强度为(1)若入射波电场幅度
。试求: 反射波磁场幅度为
)平面上,已知
是多少?
(2)求反射波的电场强度(3)求折射波的磁场强度
。
【答案】(1)通过电场的反射系数求,反射波电场幅度为:
所以电场的反射系数为:
所以
,即:
所以:
(2)求反射波的电场强度。
由
反射波在-x 方向,电场强度的幅度是:所以:
相移常数
可得电场的反射系数
为
折射系数
为
(3)求折射波的磁场强度。折射波仍在x 方向,电场强度的幅度是是
所以折射波电场强度为:
所以:
10.在无源的自由空间中,电场强度复矢量的表达式为(1)试写出其时间表达式; (2)判断其属于什么极化。
【答案】(1)该电场的时间表达式为:
(2)该波为线极化。
11.若
其中【答案】已知有散度公式
写出f (r )的函数形式。
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