电磁场与波B2013答案(B卷)

学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第1页共页电子科技大学2012-2013学年第2学期期末考试B卷课程名称：_电磁场与波B_考试形式：闭卷考试日期：2013年7月11日考试时长：120分钟课程成绩构成：平时10%，期中10%，实验20%，期末60%本试卷试题由_____部分构成，共_____页。题号一二三四五六七八九十合计得分一、填空题（共20分，共20空，每空1分）1．散度、旋度。2.突变或不连续，积分。3．0B，ddSCBSAl。4．1nSeHJ，10neE，10neB，1nSeD。5．0J，0tDJ+。6．，传导。7．任意，同相或反相。8．TE10、a2a。9．反，sin。二、选择题（共10分，共5题，每题2分）1．（D）2．（A）3．（D）4．（C）5.（A）。学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第2页共页三、简答题（共10分，共2题，每题5分）1．垂直极化和平行极化的平面电磁波投射分别到理想导体表面上，经反射后的合成波有什么区别？答：垂直极化平面电磁波投射到理想导体表面上经反射后的合成波为TE波（2.5分），而平行极化平面电磁波投射到理想导体表面上经反射后的合成波为TM波（2.5分）。2．比较传导电流与位移电流的异同点。答：不同点：传导电流由电荷的宏观定向运动形成的，只存在于导体中，在导体中会引起遵从焦耳定律的热效应。而位移电流实质上是变化的电场，可以存在于真空、导体和电介质中，在介质中会引起不遵从焦耳定律的热效应。（3分）相同点：两种电流都是产生磁场的源，都遵从安培环路定理。（2分）三、计算题（共60分）1．一个半径为R的导体球带有电荷量为Q，在球体外距离球心为D处有一个点电荷q。求点电荷q与导体球之间的静电力。（15分）解用镜像法求解，如图所示，像电荷q和q的大小和位置分别为qDRq（2分），DRd2（2分）qDRqq（2分），0d（2分）导体球自身所带的电荷Q等效位于球心的点电荷Q。（3分）故，点电荷q受到的静电力为qqqqQqFFFF（2分）22002220()4()44qqqQqFDdDqQRqDRqDDDRD（2分）2．已知理想介质中均匀平面电磁波的电场强度为61sin10V/m3x,ttxyEe,试求该均匀平面电磁波的频率、波长、相速、磁场强度及瞬时坡印廷矢量。(15分)解由电场强度表达式可知6110rad/s,=rad/m3k（3分）zRoqQqqdD学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第3页共页由此可得6910Hz2f（2分）2=6mk（2分）6p5410m/svk（2分）由电场强度表达式可知均匀平面波沿+x方向传播，则磁场强度为611sin10A/m3x,ttxzHe（2分）式中，由p11v得6p05410v则66011sin10A/m54103x,ttxzHe（2分）瞬时坡印廷矢量为2626011sin10W/m54103txxSEHe（2分）3．已知一平面电磁波的电场强度复矢量为1.22.43j42jyzxyzeE=eee,求波矢量k，并判断此平面波是否是TEM波？是什么极化波？（15分）解由1.22.4yzkr=（3分）得1.2,2.4yykk即1.22.4yzk=ee（3分）由0kE=可知此平面波为TEM波。（3分）传播方向位于yoz平面内，在yzy平面上画出42yzee和1.22.4yzk=ee，学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第4页共页Ey和Ez构成振幅为20线极化波，Ex分量振幅与此线极化波振幅不等、Ex分量相位超前此线极化波2，合成后为椭圆极化波，（3分）由ex转向42yzee，拇指指向k，符合右手螺旋关系，故，此平面波为右旋椭圆极化波。（3分）4．均匀平面电磁波从空气垂直入射到某理想介质（2=0,2=0）平面上，测得空气中的驻波系数为2.7，介质平面上为驻波电场最小点，求该理想电介质的介电常数。（15分）解根据题意有1||2.71||S（3分）由此求得11.7||0.45913.7SS（3分）因介质平面上是驻波最小点，故应取0.459（3分）由反射系数02022020020210.4591rrrr（3分）得2210.459()7.2710.459r故电介质的介电常数22007.27r（3分）