皖西學院09級電磁場與電磁波答案doc

1、 密封線內不要答題，班級、姓名、學號必須寫在密封線內。班級 姓名 學號 密封線 密封線內不要答題，班級、姓名、學號必須寫在密封線內。班級 姓名 學號 密封線皖西學院1112學年度第1學期期末考試試卷（A卷） 機電 系 電信 專業(yè) 09 級 電磁場與電磁波 課程一判斷題（每小題2分，共20分）×××二、填空題（每小題2分，共10分）1. 自由空間中原點處的源（）在t時刻發(fā)生變化，將在 t+r/c 時刻影響到r處的位函數(shù)（）。2. 均勻平面電磁波由空氣中垂直入射到無損耗介質（）表面上時，反射系數(shù) = -1/3 ，透射系數(shù) = 2/3 。3. 矩形波導管中只能傳輸 TE

2、 波模和 TM 波模的電磁波。4. 設海水為良導體，衰減常數(shù)為，則電磁波在海水中的穿透深度為 1/ ，在此深度上電場的振幅將變?yōu)檫M入海水前的 1/e 倍。5. 極化強度為的電介質中，極化體電荷密度= ，極化面電荷密度=。二、選擇題（每小題3分，共15分）1. 在分析恒定磁場時，引入矢量位，并令，這樣做的依據(jù)是（ c ）。A B C D以上均不是2. 電偶極子幅射場的輻射功率密度與之成正比的是（ B ）。A B C D3. 頻率f=50MHZ的均勻平面波在理想介質（）中傳播時，相速應該是（ B ）。A等于光速C B等于C/2 C等于 D等于C/44. 均勻平面波從空氣中垂直入射到無損耗媒質（）表

3、面上，則電場反射系數(shù)為（ A ）。A B C D5. 橫截面尺寸為a×b的矩形波導管，內部填充理想介質時的截止頻率，工作頻率為f的電磁波在該波導中傳播的條件是（ B ）。Af=fc Bffc Cffc Dffc四、解答題（每小題15分，共計15分）1、論述垂直極化波斜射到理想導體表面時，理想導體外表面合成波的特點。答案：(1)合成波沿平行于分界面的方向傳播；(2)合成波的振幅在垂直于導體表面的方向上呈駐波分布；(3) 合成波是非均勻平面波；(4)在波的傳播方向上無磁場分量，有電場分量，是TM波。五、計算題（每小題10分，共40分）1.均勻平面波的磁場強度的振幅為在自由空間沿方向傳播，

4、其相位常數(shù)，當t=0時，z=0時，在方向。（1）寫出和的表達式；（2）求頻率和波長。答案：按題意磁場表示式則電場為 由 則入 磁場、電場分別表示為：2均勻平面波的電場振幅為，從空氣中垂直入射到無損耗媒質平面上（），求反射波與透射波的電場振幅。3. 解：（1）在內外導體為理想導體的情況下，電場和磁場只存在于內外導體之間的理想介質中，內外導體表面的電場無切向分量，只有電場的徑向分量。利用高斯定理和安培環(huán)路定理，容易求得內外導體之間的電場和磁場分別為內外導體之間任意橫截面上的坡印廷矢量穿過任意橫截面的功率為（2）當導體的電導率為有限值時，導體內部存在沿電流方向的電場 根據(jù)邊界條件，在內導體表面上電場

5、的切向分量連續(xù)，內導體表面外側的坡印廷矢量為進入每單位長度內導體的功率為4設計一工作波長的矩形波導管，材料用銅，內充氣，并要求模的工作頻率至少有30%的安全系數(shù)，即，此處分別表示波和波模的截止頻率。 密封線內不要答題，班級、姓名、學號必須寫在密封線內。班級 姓名 學號 密封線 密封線內不要答題，班級、姓名、學號必須寫在密封線內。班級 姓名 學號 密封線皖西學院1112學年度第1學期期末考試試卷（B卷） 機電 系 電信 專業(yè) 09 級 電磁場與電磁波 課程一判斷題（每小題2分，共20分）××××二、填空題（每小題2分，共10分）1. 在球坐標系中，沿Z方向

6、的電偶極子的輻射場（遠區(qū)場）的空間分布與坐標r的關系為 1/r ，與坐標的關系為 sin 。2. 均勻平面電磁波由空氣中垂直入射到無損耗介質（）表面上時，反射系數(shù)= -1/3 ，透射系數(shù) = 2/3 。3. 雙線傳輸?shù)呢撦d電阻ZL=ZO時（特性阻抗），傳輸線工作在 行波 狀態(tài)；而終端短路（ZL=0）時，則工作在 駐波 狀態(tài)。4. 已知介質中有恒定電流分布，則此介質中磁場強度與的關系為 ，而磁感應強度的散度為 0 。5. 電磁波的極化一般的情況是橢圓極化波，它的兩種特殊情況是 直線 極化波和 -圓-極化波。二、選擇題（每小題3分，共15分）1、介電常數(shù)為的介質區(qū)域中，靜電荷的體密度為，已知這些電

7、荷產生的電場為（x,y,z），而，則下面正確的是（ C ）。A B C D2. 磁感應強度，式中的m值應為（ D ）。Am=2 Bm=3 Cm=4 Dm=63. 兩個相互平行的導體平行板電容器，與電容C無關的是（ A ）。A導體板上的電荷 B平板間的電介質C導體板的幾何形狀 D兩導體板的相對位置4. 穿透深度與電磁波頻率及媒質參數(shù)的關系是（ D ）。A B C D 5. 電偶極子的遠區(qū)輻射場是（ C ）。A非均勻平面波 B均勻平面波C非均勻球面波 D均勻球面波三、解答題（每小題15分，共計15分）1. 論述導電媒質中均勻平面波的傳播特點。答：（1）電場和磁場與傳播方向垂直；（2）電場與磁場的振

8、幅呈指數(shù)衰減；（3）波阻抗為復數(shù)，電場與磁場不同相位；（4）電磁波相速與頻率有關；（5）平均電磁場能量密度大于平均電場能量密度。四、計算題（每小題12分，共60分）1.一均勻平面波自空氣中垂直入射到半無限大無耗介質表面上，已知空氣中合成波的駐波比為3，介質內透射波的波長是空氣中波長的1/6，且介質表面上為合成波電場的最小點，求介質相對磁導率和相對介電常數(shù)。答案：駐波比為2.設計一個矩形諧振腔，使在1GHZ及1.5GHZ分別諧振于兩個不同模式上。3.有一均勻平面波，在的媒質中傳播，其電場強度，若已知頻率f=150MHZ，平均功率密度為。求（1）.電磁波的波數(shù)、相速、波長和波阻抗；（2）t=0,z

9、=0時電場的值。4.兩塊無限大導體平板分別置于X=0和X=d處，板間充滿電荷，其體電荷密度為，極板的電位分布設為0和U0，如圖所示，求兩板間電位和電場強度。 Y 0 d X - 密封線內不要答題，班級、姓名、學號必須寫在密封線內。班級 姓名 學號 密封線 密封線內不要答題，班級、姓名、學號必須寫在密封線內。班級 姓名 學號 密封線皖西學院1112學年度第1學期期末考試試卷（C卷） 機電 系 電信 專業(yè) 09 級 電磁場與電磁波 課程一判斷題（每小題2分，共20分）×××二、填空題（每小題2分，共10分）1. 已知體積為V的媒質的磁導率為，其中的恒定電流分布在空間，

10、產生于該體積內的磁場分布為和，則該體積內的靜磁能量密度為 ，體積內總靜磁能量為 。2. 電偶極子的遠場區(qū)域指的是 電磁輻射 區(qū)域；在遠場區(qū)，電場強度的振幅與距離r成 -反比-關系3. 理想介質分界面上電場強度滿足的邊界條件是 ，電位移矢量滿足的邊界條件是 。4. 兩個同頻率、同方向傳播，極化方向相互垂直的直線極化波的合成波為圓極化波，則這兩個直線極化波的振幅為 相等 ，相位差為 。5. 均勻平面波由空氣中垂直入射到理想介質（）表面上時，反射系數(shù) = -1/3 ，透射系數(shù) = 2/3 。二、選擇題（每小題3分，共15分）1. 電偶極子的遠區(qū)輻射場是有方向性的，其方向性因子為（ B ）。A B C

11、 D 2. 用鏡像法求解電場邊值問題時，判斷鏡像電荷的選取是否正確的根據(jù)是：（ D ）A鏡像電荷是否對稱 B電位所滿足方程是否改變C邊界條件是否保持不變 D同時選擇B和C3. 均勻平面波從空氣中垂直入射到理想介質（）表面上，則電場反射系數(shù)為（ A ）。A B C D4. 橫截面尺寸為a×b的矩形波導管，介質的截止波長為，若工作波長為，則電磁波在該波導中傳播的條件是（ D ）。A B C D5.若傳輸線工作在混合波狀態(tài)，則傳輸線終端反射系數(shù)，電壓駐波系數(shù)S滿足關系是：（ D ）（A） （B）（C）（D）四、解答題（每小題15分，共計15分）1、論述電偶極子輻射遠場區(qū)的性質。答案：（1）

12、遠區(qū)場是輻射場，電磁波沿徑向輻射（2）遠區(qū)場是橫電磁波；（3）遠區(qū)場是非均勻球面波；（4）遠區(qū)場的振幅與R成反比；（5）遠區(qū)場是分布有方向性。五、計算題（每小題10分40分）1.均勻平面波自空氣中垂直入射到兩種無耗電介質界面上，當反射系數(shù)與透射系數(shù)的大小相等時，其駐波比等于多少？ 2. 一空氣填充的圓柱形波導，周長為25.1厘米，其工作頻率為3GHZ，求該波導內可能傳播的模式。答案：由于工作波長為該波導的半徑為：a=25.1/2*3.14=4cm,TE11的截止波長為3.13a=13.6cmTE01的截止波長為1.64a=6.56cmTM01的截止波長為2.62a=10.48cmTE21的截止波長為2.06a=8.24cm ，其他模的截止波長都小于10cm.所以，該波導中只能傳播TE11和 TM01模的波。3. 如圖所示，接地導體球半徑為a，在球外距球心為d處置放一點電荷q，求球外電位分布和球面上感應電荷面密度。（球外為