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1、中南大学考试试卷 2021-2021 学年 上 学期期末考试试题 时间100分钟 电磁场及电磁波 课程 48 学时 3 学分 考试形式:闭 卷 专业年级:通信工程 2021 级 总分 100 分,占总评成绩 70%注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上 一、填空(1-2 题每空 1 分,其余每空 2 分,共 25 分),从电位的角度来说,导体是一个 ,电荷分布在导体的 。2.体积为V,介电常数为的介质中电荷分布为(r),在空间形成电位和电场E和D,那么空间的静电能量密度为 ,空间的总静电能量为 。3.电位函数23xe,那么电场强度E 4、空气中的电场强度 10cos(2-)xEetkz,那么
2、位移电流密度dJ=。5、恒定电流所产生的磁场强度为xyzHe ze xe x,那么该恒定电流的电流密度J 。6.在介电常数为的无限大均匀介质中,有一平行于外电场E1的针形空腔,设空腔内的介质为空气,电场均匀分布,那么空腔中的电通密度电位移D0_ 7.区域参数为1=0、1=0、1=0 和区域 2参数为2=50、2=200、2=0的分界面为Z=0 的平面。区域1 中的电场 假设区域2 中的电场 2cos(5)/xEe AwtzV m,那么式中的A 值必须取 8.电磁波的电场强度为Eee()EExy00jej z,那么该电磁波为 极化波。9.介电常数和电导率分别为12,及12,的两种导电媒质的交界面
3、,如媒质 2 中电流密度的法向分量为2nJ,其方向及分界面法线方向一样,由媒质 1 指向媒质 2。那么分界面上的电荷面密度s_。10.正弦电磁场(角频率为)的磁场强度复矢量()H r满足的亥姆霍兹方程为_。11.平行极化波由介质 1 斜入射到介质 2120,假设10204,,入射角 时发生全反射,假设10203,,入射角 时不存在反射波。二、选择填空题每题 2 分,共 12 分 1.0)(12DDn成立的条件是在 A非导电媒质界面上;B任何介质界面上;C导电媒质界面上。160cos(5)20cos(5)/xEewtzwtzV m2.某区域 V 中电场强度 E 满足0E,那么一定有 A.E 为时
4、变场 B.E 为静电场 C.V 中电荷均匀分布 D.V 中电荷处处为零 3.用镜像法求解电场边值问题时,判断镜像电荷是否正确的根据是 D.同时选择 B 和 C 4.导电媒质中的电磁波不具有 性质(设媒质无限大).D 以平面波形式传播 5.均 匀 平 面 波 从 空 气 中 垂 直 入 射 到 无 损 耗 媒 质1002.25,0 外表上,那么电场反射系数为 A.B.C.45 6.一半径为 的圆柱形铁棒在均匀外磁场中磁化后,棒内的磁化强度为,那么铁棒外表的磁化电流密度为 A.0mzJM e B.0mJM e C.0mJM e 三简答题14 分 1.写出麦克斯韦方程组的微分形式,说明每个方程的物理
5、含义8 2.简述均匀导波系统中传播的电磁波的模式及特点。6 分 四平行板电容器,极板间填充介电常数02的介质,其间有体电荷密度为0的电荷分布,尺寸坐标如下图。忽略边缘效应。上下极板电位分别为 U0和 0 伏。求:12 分 1 极板间的电场、电位分布 2)极板上的自由面电荷分布s 3极化电荷分布 五如下图,一无限长载流直导线及一长方形导线框在同一平面上,求直导线及导线框之间的互感。9 分 六 无限长的矩形金属导体槽上有一极板,极板及金属槽绝缘,极板上电位为 U0,金属槽接地,横截面如下图,试用别离变量法计算此导体槽内的电位分布10 分 七真空中平面波的电场强度为 9 分 )43(je)j534()(yxzyxeeerE 试求:波的传播方向、波矢量k 波的频率和波长;15 913 BzaM0ez00UABdz02 c0000Udxy0 磁场强度H;八一均匀平面波垂直入射到位于0z的理想导体平板上,电磁波电场强度的复数形式为:9 分 j 0E()eekzxzE 求:1反射波的电场;2判断反射波的极化方式;3总的磁场的瞬时表示式;4导体外表的感应电流。