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电磁场理论基础试题集

电磁场理论基础习题集(说明:加重的符号和上标有箭头的符号都表示矢量)一、填空题1.矢量场的散度定理为(1),斯托克斯定理为(2)。

【知识点】:1.2 【难易度】:C 【参考分】:3【答案】:(1)()∫∫⋅=⋅∇SS d A d A v v v ττ (2)()S d A l d A SCvv v v ⋅×∇=⋅∫∫2.矢量场A v满足(1)时,可用一个标量场的梯度表示。

【知识点】:1.4 【难易度】:C 【参考分】:1.5【答案】:(1) 0=×∇A v 3.真空中静电场的基本方程的积分形式为(1),(2),微分形式为(3),(4)。

【知识点】:3.2 【难易度】:B【参考分】:6【答案】:(1) 0=⋅∫c l d E v v (2) ∑∫=⋅q S d D Sv v 0(3) 0=×∇E v (4)()r D vv ρ=⋅∇04.电位移矢量D v 、极化强度P v 和电场强度E v满足关系(1)。

【知识点】:3.6 【难易度】:B【参考分】:1.5【答案】:(1) P E P D D vv v v v +=+=00ε 5.有面电流s 的不同介质分界面上,恒定磁场的边界条件为(1),(2)。

【知识点】:3.8 【难易度】:B【参考分】:3【答案】:(1) ()021=−⋅B B n v v v (2) ()s J H H n v v vv =−×21 6.焦耳定律的微分形式为(1)。

【知识点】:3.8 【难易度】:B 【参考分】:1.5【答案】:(1) 2E E J p γ=⋅=v v 7.磁场能量密度=m w (1),区域V中的总磁场能量为=m W (2)。

【知识点】:5.9 【难易度】:B 【参考分】:3【答案】:(1) 221H μ (2) ∫Vd H τμ2218.理想导体中,时变电磁场的=(1),=(2) 。

【知识点】:6.1 【难易度】:A 【参考分】:3【答案】:(1)0 (2)0 9.理想介质中,电磁波的传播速度由(1)决定,速度=v (2)。

【知识点】:7.3 【难易度】:B 【参考分】:3【答案】:(1) εμ, (2) με1=v10.均匀平面电磁波在无界理想介质中传播时,电场强度和磁场强度在时间上(1),空间上(2),且都与(3)垂直。

【知识点】:7.3 【难易度】:B 【参考分】:4.5【答案】:(1)同相 (2)垂直 (3)电磁波传播方向 11.矢量场A v满足(1)时,可用另一个矢量场的旋度表示。

【知识点】:1.3 【难易度】:C 【参考分】:1.5【答案】:(1) 0=•∇A v12.真空中静电场的电位函数ϕ在无源空间满足方程(1),在电荷密度为ρ的空间满足方程(2)。

【知识点】:3.4 【难易度】:B 【参考分】:3【答案】:(1)02=∇ϕ (2) 02ερϕ−=∇ 13.不同介质分界面上有密度为σ的面电荷时,静电场的边界条件为(1),(2),用电位函数表示为(3),(4)。

【知识点】:3.7 【难易度】:B【参考分】:6【答案】:(1)()021=−×E E n v v v (2) ()σ=−•21D D n v v v(3) 21ϕϕ= (4)σϕεϕε=∂∂−∂∂n n 221114.磁场强度H 、磁化强度和磁感应强度满足关系(1)【知识点】:5.5 【难易度】:B【参考分】:1.5【答案】:(1)()M H B vv v +=0μ15.电场能量密度=e w (1),区域V 中的总电场能量为=e W (2)。

【知识点】:3.6 【难易度】:B【参考分】:3【答案】:(1) 221E ε (2)∫V d E τε22116.介电常数为ε,电导率为γ的媒质的等效介电常数=c ε(1)。

【知识点】:7.5 【难易度】:B 【参考分】:1 【答案】:(1)ωγεj− 17.均匀平面电磁波的电场强度、磁场强度、坡印廷矢量之间有关系(1)。

【知识点】:6.5 【难易度】:C 【参考分】:1.5【答案】:(1) H E S v v v ×= 18.麦克斯韦方程的微分形式为(1),(2),(3),(4)。

【知识点】:6.3【难易度】:B 【参考分】:6【答案】:(1) t ∂∂+=×∇D J H (2) t∂∂−=×∇B E(3) 0=⋅∇B (4) ρ=⋅∇D19.电磁波有(1),(2),(3) 等三种极化形式。

【知识点】:7.4 【难易度】:C 【参考分】:4.5【答案】:(1) 线极化 (2)圆极化 (3)椭圆极化20.体积τ中体分布有电荷,电荷体密度为ρ,那么该体积内的电荷在空间一点r v处产生的电场强度=)(r E v v (1),产生的电位函数=)(r vϕ(2)。

【知识点】:2.6,3.3 【难易度】:B 【参考分】:3【答案】:(1) )'3'041)(r r rr d r E v v vv v v −−=∫ττρπε (2) C rr d r +−=∫ττρπεϕ'41)(v v v21.坡印廷矢量=(1)。

平均玻印廷矢量=av S v(2)。

【知识点】:6.5,7.2 【难易度】:B 【参考分】:3【答案】:(1) HE S v v v ×= (2) []∗×=H E S avv v v Re 2122.介质中静电场基本方程的积分形式为(1),(2),微分形式为(3),(4)。

【知识点】:3.2 【难易度】:B 【参考分】:6【答案】:(1) ()∑∫∫=⋅+=⋅q S d P D S d D SSv v v v v 0 (2)0=⋅∫Cl d E v v(3) ρ=•∇D v(4)0=×∇E v23.恒定电场的边界条件为(1),(2). 【知识点】:3.8 【难易度】:B 【参考分】:3【答案】::(1)()021=−•J J n v v v (2) ()021=−×E E n v v v 24.恒定电场条件下,均匀导体内部电位函数满足的方程为 (1)。

【知识点】:3.8【难易度】:B 【参考分】:1.5 【答案】:(1) 02=∇ϕ25.电磁波在强导电介质中传播时,衰减常数=α(1),相位常数β=(2),相速v=(3),波长λ=(4)。

【知识点】:7.5 【难易度】:B 【参考分】:6【答案】:(1) μγπαf = (2)μγπβf =(3)μγπμγππβωυf f f 22===(4)μγπβπλf 22== 26.电磁波从本质阻抗为1η的媒质垂直入射进入本质阻抗为2η的媒质时,在界面处的反射系数=ρ(1),透射系数=τ(2)。

【知识点】:7.6 【难易度】:B 【参考分】:3 【答案】:(1) 1212ηηηηρ+−=(2) 1222ηηητ+=27.拉普拉斯算符∇是一个矢性算符,在直角坐标系中=∇(1) 【知识点】:1.2 【难易度】:C 【参考分】:1.5【答案】:(1) ze y e x e z y x ∂∂+∂∂+∂∂=∇v v v28.欧姆定律的微分形式为(1)。

【知识点】:3.8 【难易度】:B 【参考分】:1.5 【答案】:(1) E J vv γ= 29.恒定磁场中,已知矢量磁位x y sin cos y x e e A +=,它们给出的磁场=B (1),产生这个磁场的电流=J (2)。

【知识点】:5.2,5.3 【难易度】:B 【参考分】:5【答案】:(1) ()y x sin cos +=×∇=z e A B(2) ()()x y sin cos 11y x e e B J +=×∇=μμ30.电场的两个基本变量之间的关系为:(1)【知识点】:3.1 【难易度】:D 【参考分】:1.5 【答案】:(1)E D ε=二、问答题31.什么是矢量场的通量? 【知识点】:1.2 【难易度】:B 【参考分】:4【答案】:矢量()r A 穿过面元()r S d 的通量定义为()r A 与()r S d 的标量积,即()()()()θcos r r r S r A dS A d =⋅,其中()n e ,=θ,e 为矢量()r A 方向的单位矢量,n 是面元法向单位矢量,θcos n e =⋅。

取闭合曲面S,并将各面元的()()r S r A d ⋅相加,就表示矢量()r A 穿过闭合曲面S 的通量。

n 是闭合面的外法向单位矢量。

32.矢量场通量的值为正、负或0 分别表示什么意义? 【知识点】:1.2 【难易度】:B 【参考分】:4【答案】:通量∫•=Sd S A Φ。

通量的值为正,则表示每秒有净流量流出,说明体积内必定存在流体的“源”, 通量的值为负,则表示每秒有净流量流入,说明体积内必定存在流体的“沟”,通量的值为0则表示每秒流入流出的流量相等,即体积内“源”和“沟”的总和为零或体积内既无源也无沟。

33.什么是散度定理?它的意义是什么?【知识点】:1.2【难易度】:A【参考分】:4【答案】:散度定理为,()∫∫⋅=⋅∇S d d S A A ττ,其中S 为所包围区域的表面积。

它的意义是在一矢量场中,矢量()r A 通过某一封闭曲面的积分,就等于矢量()r A 的散度在这一曲面所包围的区域中的积分。

34.什么是矢量的环流?环流的值为正、负或零分别表示什么意义?【知识点】:1.3【难易度】:B【参考分】:4【答案】:矢量的环流就是在一矢量场()r A 中,()r A 沿某一闭合回路的线积分,即∫⋅Cd l A ,就称为矢量的环流。

矢量的环流为正值表明矢量与积分方向同向(沿逆时针方向积分),而负值则表明沿矢量与积分方向反向(回路顺时针方向积分),是有漩涡的。

为零时则表明没有蜗旋的流动。

35.什么是斯托克斯定理?它的意义是什么?【知识点】:1.3【难易度】:B【参考分】:4【答案】:斯托克斯定理()∫∫⋅×∇=⋅SC d d S A l A ,它的意义是矢量场A 的旋度A ×∇在曲面S 上的面积分等于矢量场A 在限定曲面的闭合曲线C 上的线积分。

36.点电荷的严格定义是什么?【知识点】:2.1【难易度】:B【参考分】:4【答案】:点电荷是电荷分布的一种极限情况,可将其视为一个体积很小而电荷密度极大的带电小球极限。

当带电体的尺寸远小于观察点至带电体的距离时,带电体的形状及其中的电荷分布已无关紧要,就可以将带电体所带电荷看成是集中在带电体的中心上,即将带电体抽象为一个几何模型,称为点电荷。

37.点电荷电场强度随距离变化的规律是什么?电偶极子的电场强度又如何呢?【知识点】:2.4【难易度】:A【参考分】:5【答案】:答:点电荷电场强度满足库仑定律,()R R qr e E 204πε= ,与距离的平方成反比。

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