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第一章测试题(参考答案)

一、填空题
1. 各种物理量可分为矢量和标量两大类,只有大小特征的量称为 标量 ,既有大小又有方向特征的量称为 矢量 ,因此,温度是 标量 ,速度是 矢量 。

2. 求标量场
2
xy z φ
=在点P (2,1,1)处的最大变化率值及_____沿ˆˆˆ2l x
y
z =++的方向导数_______9/______。

3. 如果矢量场所在的空间中,0A =⨯∇
,则这种场中不可能存在____
漩涡源____,因而称为____无旋场____;如果矢量场所在的空间中,
0=⋅∇A
,则这种场中不可能存在____通量源____,因而称为___管形
场_____; 4.
ˆˆˆr xx
yy zz =++,r '∇⋅= 0 ,r ∇= ˆr。

5. 求解曲面坐标系矢量运算:()
ˆˆˆˆz A A zA ρφρρφρ
∂++=∂ /A ρρ∂∂ 。

二、判断题
1. 空间中心点的散度为0,则该空间矢量场的通量为0( × ); 三、选择题
1. 假设某介质表面的法向为ˆˆn
z =,位于介质表面上的某点的电场强度
为ˆˆˆ345x
y z =++E ,则它的切向电场强度为: A. ˆˆ34x
y =+E B. ˆ5z
=E C.ˆˆ34y x =+E D.ˆˆ34y x =-E
三、计算题
如图1所示,随机粗糙面的高度起伏满足(,)z f x y =,其中,x,y
为0-1之间的随机数,请计算该粗糙面上一个面元中心为A (0.1,0.6,0.5)的面元的法向。

图1
[解]:令(,)f x y z φ=-,则曲面(,)z f x y =是标量场0φ=的等值面。

因而其法
向为:
ˆˆˆf f
x
y z x y
φ∂∂∇=+-∂∂ 在A 点处, 00
00
,,ˆˆˆ|A x y x y f f x
y
z
x
y
φ∂∂∇=+-∂∂
||A φ∇=
00
0,ˆˆˆ||x y x A A f
f
x
y
x y
n
φφ∂∂+∂∂=∇∇=。

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