浙江省2002年1月电磁场与微波技术基础试题

1浙江省2002年1月高等教育自学考试电磁场与微波技术基础试题课程代码：02349考试说明由于版本的原因，在《电磁场与电磁波》中矢量采用英文黑体，在考卷中以及考生答题书写过程中有一定难度而改用国际通用符号，用箭头表示矢量。如电场E写成E，请考生们注意按照国际通用的表达方式书写。一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分)1.电荷只能在分子或原子范围内作微小位移的物质称为()A.导体B.固体C.液体D.2.相同的场源条件下，真空中的电场强度是电介质中的()倍。A.ε0εrB.1/ε0εrC.εrD.1/εr3.导体电容的大小()A.与导体的电势有关B.与导体所带电荷有关C.与导体的电势无关D.与导体间电位差有关4.在两种媒质的分界面上，若分界面上存在传导电流，则边界条件为()A.Ht不连续，Bn不连续B.Ht不连续，Bn连续C.Ht连续，Bn不连续D.Ht连续，Bn连续5.磁感应强度在某磁媒质中比无界真空中小，称这种磁媒质是()A.顺磁物质B.逆磁物质C.永磁物质D.软磁物质6.沿z轴方向传播的均匀平面波，Ex=cos(ωt－kz－90°)，Ey=cos(ωt－kz－180°)，问该平面波是()A.直线极化B.圆极化C.椭圆极化D.7.静电场边值问题的求解，可归结为在给定边界条件下，对拉普拉斯方程的求解，若边界形状为圆柱体，则宜适用()A.直角坐标中的分离变量法B.圆柱坐标中的分离变量法C.球坐标中的分离变量法D.有限差分法8.相同尺寸和匝数的空心线圈的电感系数()铁心线圈的电感系数。A.大于B.等于C.小于D.不确定于9.真空中均匀平面波的波阻抗为()A.237ΩB.277ΩC.327ΩD.377Ω10.波长为1米的场源，在自由空间中的频率()A.30MHzB.300MHzC.3000MHzD.3MHz二、填空题(每空2分，共20分)1.静止电荷所产生的电场，称之为_______。2.面电荷密度σ(r)的定义是_______，用它来描述电荷在_______的分布。3.电场强度的方向与正电荷在电场中受力的方向_______。4.恒定电场中，电源的电动势等于_______从电源负极到正极的线积分。25.散度定理(高斯定理)的一般表达式为_______。6.变化的磁场产生电场的现象称作_______定律。7.库仑规范限制了矢量磁位A的多值性，但不能唯一确定A还必须给出A_______。8.时变电磁场中的动态位既是时间的函数，也是_______的函数。9.矩形波导中最低阶的TM模式是_______。三、名词解释(每小题4分，共16分)1.2.3.位移电流(用公式定义)4.四、简答题(每小题5分，共25分)1.波的椭圆极化(写出波的方程及与x轴夹角表达式)2.如何由电位求电场强度?写出球坐标下的表达式。3.计算真空中半径为a，其值为I的线电流圆环在中心点处的磁感应强度B的大小和方向。4.如何由电位求电场强度?试写出直角坐标系下的表达式。5.一个频率为3GHz，y方向极化的均匀平面波在εr=2.5，损耗角正切值为10－2的非磁性媒质中，沿X方向传播。①求波的振幅衰减一半时传播的距离；②求媒质的本征阻抗ηc。五、计算题(第一小题9分，第二小题10分，共19分)1.半径为R的无限长直圆柱体内均匀带电、电荷的体密度ρ，求场强分布，并画出E－r曲线。(示意图)2.在自由空间中，已知电场E(z,t)=ey103sin(9π×108t－kz)(V/m)求：(1)波数(2)Hzt(,)浙江省2002年1月高等教育自学考试电磁场与微波技术基础试题参考答案课程代码：02349一、单项选择题(每小题2分，共20分)1.D2.D3.C4.B5.B6.B7.B8.C9.D10.B二、填空题(每空2分，共20分)1.2.limsqs0几何曲面3.相同4.局外电场强度5.AdAds6.电磁感应7.参考点8.空间位置9.TM11模3三、名词解释(每小题4分，共16分)1.波的传播速度称为相速。2.场矢量只沿着传播方向变化，在与波垂直的无限大平面内，场矢量的方向、振幅和相位保持不变。3.JDtd4.第一个回路产生的磁场与第二回路交链的磁链ψ12，则磁链与第一个回路电流的比值M12，称为互感系数M12=121I事实上，上式可写成：M12=021421dldlRCC(说伊曼公式)四、简答题(每小题5分，共25分)1.答：若电场的两个分量的振幅和相位都不相等，这时形成椭圆极化。EEEEEEEExxmyymxyxmym222222cossin与x轴夹角tan2θ=222EEEExmymxmymcos2.答：E，即电场强度是电位梯度的负值。球坐标下的表达式：E=(sin)rererer113.采用圆柱坐标，圆环位于z=0平面内，重心和坐标原点重合，由于对称性，故只有ez分量BzIdlRReIaadz()03020244=04Ia·220eIaezz4.答：E即电场强度是电位梯度的负值。表达式：Exeyezexyz()5.①∵损耗角正切==10－2∴γ=4.17×10－3∵εr=2.5为弱电媒质a=20497./Npme－ay=12y=12139amln.②ηc=().()/12238415103jjFm4五、计算题(第一小题9分，第二小题10分，共19分)1.分别在圆柱内外各作一平行于轴心的圆柱面，由高斯定理得：r≤R时EdsrlErl内内2102∴Erer内20r≥R时EdsrlERl外外2102ERrer外2022.(1)k=cradm)910310388(/(2)Hetzx109103308sin()=26591038.sin()tzex