《电磁场微波技术与天线》总复习--填空题-选择题

《电磁场微波技术与天线》习题及参考答案一、填空题：1、静止电荷所产生的电场，称之为_静电场_；电场强度的方向与正电荷在电场中受力的方向__相同_。2、电荷之间的相互作用力是通过电场发生的，电流与电流之间的相互作用力是通过磁场发生的。3、矢量场基本方程的微分形式是：VA和JA；说明矢量场的散度和旋度可以描述矢量场在空间中的分布和变化规律。4、矢量场基本方程的积分形式是：dVdSAVVS和dSJsdlAl；说明矢量场的环量和通量可以描述矢量场在空间中的分布和变化规律。5、矢量分析中的两个重要定理分别是高斯定理和斯托克斯定理,它们的表达式分别是：dSAdVASv和dSrotAdlAsl。6、静电系统在真空中的基本方程的积分形式是：∮Ds·dS=q和E·d=0。7、静电系统在真空中的基本方程的微分形式是：VD和0E。8、镜象法的理论依据是静电场的唯一性定理。基本方法是在所求场域的外部放置镜像电荷以等效的取代边界表面的感应电荷或极化电荷。9、在两种媒质分界面的两侧，电场E的切向分量E1t－E2t＝_0__；而磁场B的法向分量B1n－B2n＝__0__。10、法拉弟电磁感应定律的方程式为En=-dtd，当dφ/dt0时，其感应电流产生的磁场将阻止原磁场增加。11、在空间通信中，为了克服信号通过电离层后产生的法拉第旋转效应，其发射和接收天线都采用圆极化天线。12、长度为2h=λ/2的半波振子发射天线，其电流分布为：I（z）=Imsink（h-|z|）。13、在介电常数为e的均匀各向同性介质中，电位函数为2211522xyz,则电场强度E=5xyzxeyee。14、要提高天线效率，应尽可能提高其辐射电阻，降低损耗电阻。15、GPS接收机采用圆极化天线，以保证接收效果。二、选择题：1、电荷只能在分子或原子范围内作微小位移的物质称为(D)。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(D)倍。A.ε0εrB.1/ε0εrC.εrD.1/εr3、微分形式的安培环路定律表达式为HJ，其中的J（A）。A．是自由电流密度B．是束缚电流密度C．是自由电流和束缚电流密度D．若在真空中则是自由电流密度；在介质中则为束缚电流密度4、两个载流线圈之间存在互感，对互感没有影响的是（A）。A．线圈上的电流B．两个线圈的相对位置C．线圈的尺寸D．线圈所在空间的介质5、一导体回路位于与磁场力线垂直的平面内，欲使回路中产生感应电动势，应使（B）。A．回路运动B．磁场随时间变化C．磁场分布不均匀D．同时选择A和B6、导体电容的大小(C)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7、在边界形状完全相同的两个区域内的静电场，满足相同的边界条件，则两个区域中的场分布（C）。A．一定相同B．一定不相同C．不能断定相同或不相同8、两相交并接地导体平板夹角为，则两板之间区域的静电场（C）。A．总可用镜象法求出。B．不能用镜象法求出。C．当/n且n为正整数时，可以用镜象法求出。D．当2/n且n为正整数时，可以用镜象法求出。9、z＞0半空间中为ε=2ε0的电介质，z＜0半空间中为空气，在介质表面无自由电荷分布。若空气中的静电场为128xzEee，则电介质中的静电场为（B）。222.6.24.28.xzxzxzAEeeBEeeCEeeD不能确定10、介电常数为ε的各向同性介质区域V中，自由电荷的体密度为，已知这些电荷产生的电场为E=E（x，y，z），下面表达式中始终成立的是（C）。0.0./..,ADBECDDBC同时选择11、关于均匀平面电磁场，下面的叙述正确的是（C）。A．在任意时刻，各点处的电场相等B．在任意时刻，各点处的磁场相等C．在任意时刻，任意等相位面上电场相等、磁场相等D．同时选择A和B12、用镜像法求解电场边值问题时，判断镜像电荷的选取是否正确的根据是（D）。A．镜像电荷是否对称B．电位所满足的方程是否未改变C．边界条件是否保持不变D．同时选择B和C13、一沿+z传播的均匀平面波，电场的复数形式为()mxyEEeje=-rrr，则其极化方式是（D）。A．直线极化B．椭圆极化C．左旋圆极化D．右旋圆极化14、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(B)。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16、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(B)。A.直线极化B.圆极化C.椭圆极化D.17、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(B)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18、相同尺寸和匝数的空心线圈的电感系数(C)铁心线圈的电感系数。A.大于B.等于C.小于D.不确定于19、真空中均匀平面波的波阻抗为(D)A.237ΩB.277ΩC.327ΩD.377Ω20、波长为1米的场源，在自由空间中的频率(B)A.30MHzB.300MHzC.3000MHzD.3MHz三、判断题：1、在静电场中电力线不是闭合的曲线，所以在交变场中电力线也是非闭合的曲线。（×）2、根据E，Φ0处,E0;Φ0处,E0;Φ=0处,E=0。（×）3、恒定电场中，电源内部存在库仑场E和非库仑场E‘，两者的作用方向总是相反。（√）4、法拉第电磁感应定律tBE反映了变化的磁场可以产生变化的电场。（√）5、对于静电场问题，仅满足给定的泊松方程和边界条件，而形式上不同的两个解是不等价的。（×）6、电介质在静电场中发生极化后，在介质的表面必定会出现束缚电荷。（√）7、均匀平面波的等相位面和等振幅面都是平面且相互重合。（×）8、圆形载流线圈在远处一点的磁场相当于一个磁偶极子的磁场。（√）9、电磁波的电场强度矢量必与波的传播方向垂直。（×）10、在理想导体与理想介质的分界面上，电场强度E的切向分量是不连续的。（×）11、均匀平面波是一种在空间各点处电场强度相等的电磁波。（×）12、静电场是有源无旋场，恒定磁场是有旋无源场。（√）13、位移电流是一种假设，因此它不能象真实电流一样产生磁效应。（×）14、均匀平面波在理想媒质中的传播时不存在色散效应，在损耗媒质中传播时在色散效应。（√）15、天线辐射电阻越高，其辐射能力就越弱。（×）一、选择、填空题（每空4分，共52分）1．若平行导体传输线的特性阻抗等于负载阻抗，则反射电流D。A.等于入射电流B.大于入射电流C.小于入射电流D.不存在2．在反常色散情况下，电磁波的相速度B电磁波的群速度。A.大于B.小于C.等于3．若工作波长相同，则多模光纤的直径应比单模光纤的直径大。4．电荷必须C，才能向外辐射电磁场。A.静止B.匀速运动C.加速运动5．长为a、宽为b的矩形环中有磁场B垂直穿过，B=Bocos(ωt)，矩形环内的的感应电动势为abωBosin(ωt)。6.若平行导体传输线的特性阻抗等于负载阻抗，则反射电流A。A.不存在B.大于入射电流C.小于入射电流D.等于入射电流7.天线的面积越大，其增益系数越大。8．已知一均匀平面电磁波的电场强度为E=exE1e-jkz+eyjE2e-jkz，该波的极化形式为右旋椭圆，传播方向为+Z。9.同轴传输线的尺寸为a=7mm,b=16mm,则单模传输时的模为TEM,工作波长最短不能少于23mm,无色散存在。11.矩形波导A。A.可以传TEM波B.只能传TE波C.只能传TM波D.能传TE或TM波1．已知矢量2z2y2xzexyexeA，则A=zxyx222，A=2yez。注：zxyxzAyAxAAzyx22222222)(yexxyezxyxzyxeeeAAAzyxeeeAzzzyxzyxzyx2．矢量BA、垂直的条件为0BA。3．理想介质的电导率为0，理想导体的电导率为，欧姆定理的微分形式为EJ。4．静电场中电场强度E和电位φ的关系为E，此关系的理论依据为0E；若已知电位22z3xy2，在点（1,1,1）处电场强度E642zyxeee。注：zexyeyezeyexeEzyxzyx64225．恒定磁场中磁感应强度B和矢量磁位A的关系为AB；此关系的理论依据为0B。6．通过求解电位微分方程可获知静电场的分布特性。静电场电位泊松方程为/2，电位拉普拉斯方程为02。7．若电磁场两种媒质分界面上无自由电荷与表面电流，其DE、边界条件为：021EEen和021DDen；HB、边界条件为：021BBen和021HHen。8．空气与介质)4(2r的分界面为z=0的平面，已知空气中的电场强度为4e2eeEzyx1,则介质中的电场强度2E12zyxeee。注：因电场的切向分量连续，故有zzyxEeeeE222，又电位移矢量的法向分量连续，即1422200zzrEE所以122zyxeeeE。9.有一磁导率为µ半径为a的无限长导磁圆柱，其轴线处有无限长的线电流I，柱外是空气（µ0），则柱内半径为1处磁感应强度1B=12Ie；柱外半径为2处磁感应强度2B=202Ie。10．已知恒定磁场磁感应强度为z4emyexeBzyx,则常数m=-5。注:因为0zByBxBBzyx，所以5041mm。11．半径为a的孤立导体球，在空气中的电容为C0=a04；若其置于空气与介质（ε1）之间，球心位于分界面上，其等效电容为C1=a102。解：（1）024QrEr，204rQEr，aQdrEUar04，aUQC04（2）QrDrDrr222122，1201rrDD，210012rQDr，210122rQDr，210212rQEErr，aQdrEUar)(2101，aUQC)(21012．已知导体材料磁导率为μ，以该材料制成的长直导线单位长度的内自感为8。13．空间有两个载流线圈，相互平行放置时，互感最大；相互垂直放置时，互感最小。14．两夹角为n(n为整数)的导体平面间有一个点电荷q，则其镜像电荷个数为（2n-1）。15．空间电场强度和电位移分别为DE、，则电场能量密度we=DE21。16．空气中的电场强度)2cos(20kzteEx，则空间位移电流密度DJ=kztex2sin400。注：)2sin(40)2cos(2000kztekztettDJxxD（A/m2）。17．在无源区内，电场强度E的波动方程为022EkEc。18．频率为300MHz的均匀平面波在空气中传播，其波阻抗为)(120，波的传播速度为)/100.3(8smc，波长为1m，相位常数为)/(2mrad；当其进入对于理想介质(εr=4，μ≈μ0)，在该介质中的波阻抗为)(60，传播速度为)/(105.18sm，波长为0.5m，相位常数为)/(4mrad。注：有关关系式为波阻抗（），相速度1v（m/s），vf，2k（rad/m）空气或真空中，)(1200，