2011电磁场与波期末试卷

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2010-2011学年第2学期期末考试B卷课程名称：电磁场与波考试形式：闭卷考试日期：2011年7月日考试时长：_120_分钟课程成绩构成：平时%，期中%，实验%，期末%本试卷试题由_____部分构成，共_____页。（注：此卷为48学时的试卷）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）1.两种无损耗媒质的分界面上(0S，0SJ)，电磁场的边界条件是：________________________、_______________________、________________________、_________________________。2．静电场中引入标量位的条件是；时变场中引入矢量位的条件是。3.对于一个已知的边值问题，有多种不同的方法可以用来求解。要使所得的结果都是正确的，求解时应该保持和不变。4.频率50MHzf的均匀平面波在理想介质（介电常数0r、磁导率0、电导率0）中传播时，其波长4m，则r。5.两个同频率、同方向传播、极化方向互相垂直的线极化波的合成波为圆极化波，则它们的振幅_________________，相位差为__________________。6.在导电媒质中，电磁波的传播速度不仅与媒质参数有关，而且还与电磁波的______________有关，这种现象称为波的___________________现象。7．均匀平面电磁波由空气中垂直入射到无损耗介质（04、0、0）表面上时，反射系数、折射(透射)系数。得分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8．横截面尺寸为a和b()ab的矩形波导的主模是_____________模，其截止波数为____，截止波长为________。9．已知真空中有恒定电流密度()Jr，则空间任意点磁感应强度B的旋度为__________，磁感应强度B的散度为____________________。二、选择题（共10分，共5题，每题2分）1．将一空气平行板电容器与电源相连进行充电。若充电后断开电源，并将介电常数为ε的电介质插入电容器的两极板之间。则插入电介质后，电容器的电容C、储存的电场能量W的变化情况是（）。a．C减小、W增加；b．C增加、W减小；c．C增加、W增加2．在一个不接地的导体球壳的球心处放一带正电的点电荷q，若以无穷远处为电位参考点，则将此点电荷偏离球心时，导体球壳的电位将（）。a．升高；b．不变；c．降低3．区域V全部用无损耗媒质填充，当此区域中的电磁场能量减少时，一定是（）。a．能量流出了区域；b．能量在区域中被损耗；c．电磁场做了功4．频率100kHzf的均匀平面波在海水（介电常数9098110Fm4、磁导率70410Hm、电导率4Sm）中传播时，趋肤深度（或穿透深度）（）。a．0.80m；b．1.26m；c．0.63m5．在自由空间中，已知均匀平面波的电场强度(3)(,)(32)ejxyxyzExyeee，则此均匀平面波是（）。a．线极化波；b．左旋圆极化波；c．右旋圆极化波得分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页共页三、计算题（共70分，共5题）1、（14分）如图所示，同轴线的内导体半径为a、外导体的内半径为b，其间填充均匀的理想介质。设内外导体间外加缓变电压为mcosuUt，导体中流过缓变电流为mcosiIt。在导体为理想导体的情况下，计算同轴线中传输的平均功率。2、（12分）如图所示，0x的半空间充满磁导率为的磁介质，0x的半空间为空气。有一无限长直细导线位于z轴上，导线中的电流为I，试求电流I所产生的磁感应强度矢量和磁场强度矢量。得分题2图0ozIxuLZi题1图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3、（15分）如图所示，在相对介电常数4r的无限大均匀电介质中有一个半径为a的导体球，导体球内有一个半径为b的偏心球形空腔，在空腔内有一点电荷q，距空腔中心O为d。（1）写出镜像电荷的大小和位置，并指出其有效区域；（2）求任意点的电位；（3）求点电荷q受到的电场力；abqoo0rcd题3图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5页共页4．（12分）在充满线性、各向同性的均匀理想介质（介电常数为、磁导率为）的无界空间中，假定可用矢量函数(,)cos()xmEzteEtz表示电场强度。（1）试推证：与之间满足什么条件，这个假定才是正确的？（2）在这个假定得到确认后，求出与(,)Ezt相伴的场矢量(,)Dzt、(,)Hzt和(,)Bzt。5、（17分）0z的半空间为空气，0z的半空间为理想介质（0r、0、0），当电场振幅为10V/mimE的均匀平面波从空气中垂直入射到介质表面上时，在空气中距介质表面0.5m处测到合成波电场振幅的第一个最大值点，且1max12VmE。试求：（1）电磁波的频率f和介质的相对介电常数r；（2）驻波系数S；（3）反射波的平均能流密度ravS和透射波的平均能流密度tavS。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6页共页附：圆柱坐标系和球坐标系的A、A和2u11()zAAAAz，22111()(sin)sinsinrAArAArrrr1zzeeeAzAAA，2sin1sinsinrrerereArrArArA22222211()uuuuz22222222111()(sin)sinsinuuuurrrrrr