1081《電磁場與電磁波》大作業(yè)A 答案

1、.西南大學網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學院課程考試答題卷學號： 姓名： 層次： 專升本 類別：網(wǎng)教 專業(yè)：電氣工程及其自動化 201 5 年 12 月課程名稱【編號】：電磁場與電磁波【1081】 A 卷題號一二三四五總分評卷人得分（橫線以下為答題區(qū)）一、 分析題（共40分，每題10分）1、 闡述任意理想介質(zhì)中均勻平面電磁波的傳播特性。 答：（a）均勻平面電磁波的電場強度矢量和磁場強度矢量均與傳播方向垂直，沒有傳播方向的分量，即對于傳播方向而言，電磁場只有橫向分量，沒有縱向分量。這種電磁波稱為橫電磁波或稱為TEM波。（b）電場、磁場和傳播方向互相垂直，且滿足右手定則。（c）電場和磁場相位相同，波阻抗為純電阻性

2、。（d）復坡印廷矢量為：從而得坡印廷矢量的時間平均值為平均功率密度為常數(shù)，表明與傳播方向垂直的所有平面上，每單位面積通過的平均功率都相同，電磁波在傳播過程中沒有能量損失(沿傳播方向電磁波無衰減)。(e) 任意時刻電場能量密度和磁場能量密度相等，各為總電磁能量的一半。2、斜入射的均勻平面波可以分解為哪兩個正交的線極化波？ 答：斜入射的均勻平面波都可以分解為兩個正交的線極化波:一個極化方向與入射面垂直，稱為垂直極化波；另一個極化方向在入射面內(nèi)，稱為平行極化波。3、矩形波導的傳播特性參數(shù)有哪些？ 答：傳播常數(shù)、截止頻率、相速度、群速度、波導波長、波阻抗等。4、闡述天線分類中的任意三種分類方式。答：按

3、天線特性分類從方向性分：有強方向性天線、弱方向性天線、定向天線、全向天線、針狀波束天線、扇形波束天線等。從極化特性分：有線極化天線、圓極化天線和橢圓極化天線。線極化天線又分為垂直極化和水平極化天線。從頻帶特性分：有窄頻帶天線、寬頻帶天線和超寬頻帶天線。按天線上電流分布分類有行波天線、駐波天線。 按使用波段分類有長波、超長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線和微波天線。二、 計算題（共60分，每題10分）5、給定矢量，求：(1) ；(2) ；(3) 答：（1）；（2）35；（3）(1)(2)6、設(shè)求在點M(1,2,1)處的。答：7、一個半徑為a的球體均勻分布著體電荷密度()的電荷，球體內(nèi)外介電

4、常數(shù)均為，求球體內(nèi)外的電場強度及電位分布。解：采用球坐標系分析本題（只涉及了一個變量半徑r，并未涉及其他角度變量）。在ra的區(qū)域，高斯面是一個與這個球體相同球心，以r為半徑的球面，所包圍的電荷是 ， （）求解電勢：由于電荷分布在有限區(qū)域，可選無窮遠點為參考點。則在ra時8、單匝矩形線圈置于時變場中，如圖所示。初始時刻，線圈平面的法向單位矢量與y軸成角。求：a) 線圈靜止時的感應電動勢；b) 線圈以速度繞x軸旋轉(zhuǎn)時的感應電動勢。答：a) 線圈靜止時，穿過線圈的磁通為由式（2.59），故感應電動勢為b) 線圈以角速度繞x軸旋轉(zhuǎn)時，法向單位矢量的方向隨時間變化。在時刻，與y軸的夾角,所以故感應電動勢為9、一個半徑為的導體球的電位為，設(shè)無窮遠處為零電位。求球內(nèi)、外的電位分布。解：導體球是等位體，所以球內(nèi)各點的電位均為U。 球外的電位滿足拉普拉斯方程兩次積分，通解為根據(jù)邊界條件求常數(shù)，邊界條件如下。(1) r=a 時 =U. (2) r由上述