《电磁场与电磁波》习题参考答案.docx
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《电磁场与电磁波》习题参考答案
《【1】电磁场与电磁波》知识点及参考答案
第1章矢量分析
1、如果矢量场的散度处处为0,即,则矢量场是无散场,由旋涡源所产生,通过任何闭合曲面的通量等于0。
2、如果矢量场的旋度处处为0,即,则矢量场是无旋场,由散度源所产生,沿任何闭合路径的环流等于0。
3、矢量分析中的两个重要定理分别是散度定理(高斯定理)和斯托克斯定理,它们的表达式分别是:
散度(高斯)定理:
和
斯托克斯定理:
。
4、在有限空间V中,矢量场的性质由其散度、旋度和V边界上所满足的条件唯一的确定。
(√)
5、描绘物理状态空间分布的标量函数和矢量函数,在时间为一定值的情况下,它们是唯一的。
(√)
6、标量场的梯度运算和矢量场的旋度运算都是矢量。
(√)
7、梯度的方向是等值面的切线方向。
(×)
8、标量场梯度的旋度恒等于0。
(√)
9、习题1.12,1.16。
第2章电磁场的基本规律
(电场部分)
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、在国际单位制中,电场强度的单位是V/m(伏特/米)。
3、静电系统在真空中的基本方程的积分形式是:
和。
4、静电系统在真空中的基本方程的微分形式是:
和。
5、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。
6、在两种媒质分界面的两侧,电场的切向分量E1t-E2t=0;而磁场的法向分量B1n-B2n=0。
7、在介电常数为的均匀各向同性介质中,电位函数为,则电场强度=。
8、静电平衡状态下,导体内部电场强度、磁场强度等于零,导体表面为等位面;在导体表面只有电场的法向分量。
9、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.电介质
10、相同的场源条件下,真空中的电场强度是电介质中的(C)倍。
A.ε0εrB.1/ε0εr
C.εrD.1/εr
11、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
12、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,则电介质中的静电场为(B)。
13、介电常数为ε的各向同性介质区域中,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)。
14、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。
(×)
15、根据,Φ>0处,E<0;Φ<0处,E>0;Φ=0处,E=0。
(×)
16、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。
(√)
17、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。
(√)
18、在理想导体与理想介质的分界面上,电场强度的切向分量是不连续的。
(×)
19、一个有两层介质(,)的平行板电容器,两种介质的电导率分别为和,电容器极板的面积为S,如右图。
当外加压力为U时,求:
电容器的电场强度;
两种介质分界面上表面的自由电荷密度;
电容器的漏电导;
当满足参数是,问G/C=?
(C为电容器电容)
解:
由,得
,
两介质分界面的法线由1指向2
由,得
=
由,知
G==
=
G/C=
(磁场部分)
1、位移电流与传导电流不同,它与电荷运动无关,只要电场随时间变化,就会有位移电流;而且频率越高,位移电流密度越大。
2、法拉弟电磁感应定律的方程式为,当dψ/dt>0时,其感应电流产生的磁场将阻止原磁场增加;磁场强度的单位是A/m(安培/米)。
3、在两种媒质分界面的两侧,电场的切向分量E1t-E2t=0;而磁场的法向分量B1n-B2n=0。
4、微分形式的安培环路定律表达式为,其中的(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
5、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
6、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B
7、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
8、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(B)。
A.顺磁物质B.逆磁物质
C.永磁物质D.软磁物质
9、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
10、恒定电流场是一个无散度场。
(√)
11、一般说来,电场和磁场是共存于同一空间的,但在静止和恒定的情况下,电场和磁场可以独立进行分析。
(√)
12、静电场和恒定磁场都是矢量场,在本质上也是相同的。
(×)
13、静电场是有源无旋场,恒定磁场是有旋无源场。
(√)
14、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。
(×)
15、法拉第电磁感应定律反映了变化的磁场可以产生变化的电场。
(√)
16、物质被磁化问题和磁化物质产生的宏观磁效应问题是不相关的两方面问题。
(×)
17、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。
(√)
18、若半径为a、电流为I的无线长圆柱导体置于空气中,已知导体的磁导率为μ0,求导体内、外的磁场强度H和磁通密度B。
解:
(1)导体内:
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