电磁场与电磁波模拟试卷

电磁场与电磁波波试卷3套含答案电磁场与电磁波》试卷1一、填空题（每空2分，共40分）1.矢量场的环流量有两种特性：一是环流量为0，表明这个矢量场无漩涡流动。

另一个是环流量不为0，表明矢量场的流体沿着闭合回路做漩涡流动。

2.带电导体内静电场值为常数，从电势的角度来说，导体是一个等电位体，电荷分布在导体的表面。

3.分离变量法是一种重要的求解微分方程的方法，这种方法要求待求的偏微分方程的解可以表示为三个函数的乘积，而且每个函数仅是一个坐标的函数，这样可以把偏微分方程化为常微分方程来求解。

4.求解边值问题时的边界条件分为三类，第一类为整个边界上的电位函数为已知，这种条件称为XXX条件。

第二类为已知整个边界上的电位法向导数，称为诺伊曼条件。

第三类条件为部分边界上的电位为已知，另一部分边界上电位法向导数已知，称为混合边界条件。

在每种边界条件下，方程的解是唯一的。

5.无界的介质空间中场的基本变量B和H是连续可导的，当遇到不同介质的分界面时，B和H经过分界面时要发生突变，用公式表示就是n·(B1-B2)=0，n×(H1-H2)=Js。

6.亥姆霍兹定理可以对Maxwell方程做一个简单的解释：矢量场的旋度和散度都表示矢量场的源，Maxwell方程表明了电磁场和它们的源之间的关系。

二、简述和计算题（60分）1.简述均匀导波系统上传播的电磁波的模式。

（10分）答：均匀导波系统上传播的电磁波有三种模式：横电磁波（TEM波）、横磁波（TM波）和横电波（TE波）。

其中，横电磁波在电磁波传播方向上没有电场和磁场分量，即电场和磁场完全在横平面内；横磁波在电磁波传播方向上有电场但没有磁场分量，即磁场在横平面内；横电波在电磁波传播方向上有磁场但没有电场分量，即电场在横平面内。

从Maxwell方程和边界条件求解得到的场型分布都可以用一个或几个上述模式的适当幅相组合来表征。

2.写出时变电磁场的几种场参量的边界条件。

电磁场和电磁波练习一、选择题(每题4分，共60分)1.A关于电磁场和电磁波.下列说法正确的是A.电场和磁场总是相互联系，电场和磁场统称为电磁场B.电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波C.电磁波是一种物质，可在真空中传播.所以平日说真空是没有实物粒子，但不等于什么都没有，可以有“场”这种特殊物质D.电磁波传播速度总是3×108m／s答案：BC2.A建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是A.法拉第B.奥斯特C.赫兹D.麦克斯韦答案：D3.A第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是A.法拉第B.奥斯特C.赫兹D.麦克斯韦答案：C4.A任何电磁波在真空中都具有相同的A.频率B.波长C.波速D.能量答案：C5.A在磁场周围欲产生一个不随时间变化的电场区域，则该磁场应按图中的何种规律变化答案：BC6.A甲、乙两个LC振荡电路中，两电容器电容之比C1:C2=1:9，两线圈自感系数之比L1:L2=4:1，则这两个振荡电路发射电磁波的频率之比和波长之比分别为A.f1:f2=4:9，λ1:λ2=9:4B.f1:f2=9:4，λ1:λ2=4:9C.f1:f2=3:2，λ1:λ2=2:3D.f1:f2=2:3，λ1:λ2=3:2答案：C7.A关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是A.在电场周围空间一定存在着磁场B.任何变化的电场周围一定存在着变化的磁场C.均匀变化的磁场周围一定存在着变化的电场D.振荡电场在它的周围空间一定产生同频率的振荡磁场答案：D8.A电磁波在不同介质中传播时，不变的物理量是A.频率B.波长C.振幅D.波速答案：A9.B 下列哪些现象是由于所产生的电磁波而引起的A.用室内天线接收微弱电视信号时，人走过时电视机画面发生变化B.用天线接收电视信号时，汽车开过时电视机画面发生变化C.把半导体收音机放到开着的日光灯旁听到噪声D.在边远地区用无线电话机通活，有时会发生信号中断的现象答案：BC10.B 如图所示，直线MN 周围产生了一组闭合电场线，则A.有方向从M→N迅速增强的电流B.有方向从M→N迅速减弱的电流C.有方向从M→N迅速增强的磁场D.有方向从M→N迅速减弱的磁场答案：D二、填空题(每空3分，共18分)11.A 有一振荡电路，线圈的自感系数L=8μH ，电容器的电容C=200pF ，此电路能在真空中产生电磁波的波长是________m 答案：75.412.A 电磁波在传播过程中，其电场分量和磁场分量总是相互________(填“垂直”、“平行”下同)，而且与波的传播方向________，电磁波也可以发生反射、折射、干涉和衍射.其中长波衍射要比短波衍射________(填“易”、“难”).答案：垂直、垂直、易13.B 如图中，正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动，当磁场均匀增大时，离子动能将________，周期将________.答案：减小、增大三、计算题(每题11分，共22分)14.B 一个LC 振荡电路，电感L 的变化范围是0.1～0.4mH ，电容C 的变化范围是4～90pF ，求此振荡电路的频率范围和产生电磁波的波长范围.答案： 2.65×105Hz~7.65×106Hz, 1130(m)~ 37.7(m)15.C 某卫星地面站向地球同步通信卫星发送无线电波，经它立即转发到另一卫星地面站，测得从发送开始到地面站接收到电磁波的时间为0.24s ，取地球半径6400km.据此条件估算地球的质量为多少千克?(结果取1位有效数字，G=6.67×1011N·m 2／kg 2) 答案：解：由s=ct 可知同步卫星距地面的高度：h=3.6×107(m)由牛顿运动定律可知()()h R T m h R Mm G +⎪⎭⎫ ⎝⎛=+222π故地球质量：M=()=+3224h R GT π()()21137623600241067.6106.3104.614.34⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-=6×1024kg。

模拟题1及解答一、简答题（20分，每小题5分）1、试分析我们穿的棉质秋衣是均匀媒质还是非均匀媒质，是各向同性还是各向异性媒质？解：均匀媒质是指媒质参数（指介电常数或磁介质的磁导率）不是空间坐标的函数，非均匀媒质是指介电常数或磁介质的磁导率是空间坐标的标量函数；各向同性时指媒质的参数和方向无关。

我们穿的棉质秋衣在袖口和领口处的密度大于其他地方，且横向性质和纵向性质不一样，因此，我们穿的棉质秋衣是非均匀媒质，是各向异性媒质。

2、工程上，媒质是如何分类的？解：当γωε→∞时，媒质被称为理想导体；当1γωε>>时，媒质被称为良导体；当1γωε<<时，媒质被称为低损耗介质； 当0γωε=时，媒质被称为理想介质。

3、麦克斯韦方程组中的场量是相互独立的吗？试简要解释DH J t∂=+∂ 表明时变磁场不仅由传导电流产生，也可由位移电流产生，它揭示的是时变电场产生时变磁场。

BE t∂=-∂表明时变磁场产生时变电场，电场和磁场是相互关联的，但当场量不随时间变化时，电场和磁场又是各自存在的。

4、导电媒质中波传播与理想介质中的波传播有什么不同？解：1）在理想介质中：波数是实数，即波传播过程中无损耗，且E 和H 同相；波阻抗是实数。

2）对于导电媒质 βαγj +=电导率越大，则α越大，即振幅沿传播方向衰减越快；β越大，即沿传播方向相位改变越快。

电磁波穿入多深就在距表面多深的薄层内引起高频电流。

波阻抗R 与表面电阻R s 相等。

反射系数趋于-1，透射系数趋于0。

二、分析题（20分，每小题5分）1、如图1所示，一个对地电位为100V 的导体球位于大地上方。

S 1代表球面，S 2（虚线）代表过球心与地面垂直的中垂线。

若以图中右侧区域为电场边值问题求解区域，试写出：在边界S 1上和S 2上的边界条件。

图 1解：边界S 1上的边界条件100ϕ= V ，在边界S 2上的边界条件为0nϕ∂=∂。

2、图1描述了恒定磁场在某媒质分界面两侧的变化情况，其中，带箭头的线段的长度和方向分别代表场线的大小和方向。

«电磁场»试卷1一、单项选择题1. 静电场是( )A. 无散场B. 旋涡场C.无旋场D. 既是有散场又是旋涡场2. 已知(23)()(22)x y z D x y e x y e y x e =-+-+-，如已知电介质的介电常数为0ε，则自由电荷密度ρ为( )A. B. 1/ C. 1 D. 03. 磁场的标量位函数的单位是( )A. V/mB.AC.A/mD. Wb4. 导体在静电平衡下，其内部电场强度( )A.为零B.为常数C.不为零D.不确定5. 磁介质在外部磁场作用下，磁化介质出现( )A. 自由电流B. 磁化电流C. 传导电流D. 磁偶极子6. 磁感应强度与磁场强度的一般关系为( )A.H B μ=B.0H B μ=C.B H μ=D.0B H μ=7. 极化强度与电场强度成正比的电介质称为( )介质。

A.各向同性B. 均匀C.线性D.可极化8. 均匀导电媒质的电导率不随( )变化。

A.电流密度B.空间位置C.时间D.温度9. 磁场能量密度等于( )A. E DB. B HC. 21E DD. 21B H 10. 镜像法中的镜像电荷是( )的等效电荷。

A.感应电荷B.原电荷C. 原电荷和感应电荷D. 不确定二、填空题(每空2分，共20分)1. 电场强度可表示为_______的负梯度。

2. 体分布电荷在场点r 处产生的电位为_______。

3. 一个回路的自感为回路的_______与回路电流之比。

4. 空气中的电场强度5sin(2)x E e t z πβ=-V/m ，则位移电流密度d J =。

5. 安培环路定律的微分形式是，它说明磁场的旋涡源是。

6. 麦克斯韦方程组的微分形式是，，，。

三、简答题(本大题共2小题，每小题5分，共10分)1.写出电荷守恒定律的数学表达式，说明它揭示的物理意义。

2.写出坡印廷定理的微分形式，说明它揭示的物理意义。

四、计算题(本大题)1.假设在半径为a 的球体内均匀分布着密度为0ρ的电荷，试求任意点的电场强度。

电磁场与电磁波考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、真空中的介电常数为（）。

A 885×10^（－12) F/mB 4π×10^（－7) H/mC 0D 无穷大2、静电场中，电场强度的环流恒等于（）。

A 电荷的代数和B 零C 电场强度的大小D 不确定3、磁场强度的单位是（）。

A 安培/米B 伏特/米C 牛顿/库仑D 特斯拉4、对于时变电磁场，以下说法正确的是（）。

A 电场和磁场相互独立B 电场是无旋场C 磁场是无散场D 电场和磁场没有关系5、电磁波在真空中的传播速度为（）。

A 光速B 声速C 无限大D 不确定6、以下哪种波不是电磁波（）。

A 可见光B 超声波C 无线电波D X 射线7、均匀平面波在理想介质中传播时，电场和磁场的相位（）。

A 相同B 相反C 相差 90 度D 不确定8、电位移矢量 D 与电场强度 E 的关系为（）。

A D ＝εEB D ＝ε0ECD ＝μH D D ＝μ0H9、坡印廷矢量的方向表示（）。

A 电场的方向B 磁场的方向C 能量的传播方向D 电荷的运动方向10、电磁波的极化方式不包括（）。

A 线极化B 圆极化C 椭圆极化D 方极化二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、库仑定律的表达式为________。

2、静电场的高斯定理表明，通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的________。

3、安培环路定理表明，磁场强度沿任意闭合回路的线积分等于穿过该回路所包围面积的________。

4、位移电流的定义式为________。

5、麦克斯韦方程组的四个方程分别是________、＿_______、＿_______、＿_______。

6、电磁波的波长、频率和波速之间的关系为________。

7、理想导体表面的电场强度________，磁场强度________。

8、均匀平面波的电场强度和磁场强度的比值称为________。

9、线极化波可以分解为两个________极化波的合成。

电磁场及电磁波模拟题汇总电磁场及电磁波模拟题第⼀套⼀.简述(30分)1. 波的极化现象及其分类2. 导体－空⽓边界条件3. 由静电场基本⽅程说明静电场分布的形态和场源关系4. 正弦均匀平⾯波在理想介质中的传播特点5. 媒质的分类6. 布儒斯特⾓⼆.写出⾮限定微分形式的麦克斯韦⽅程组，阐明其物理意义。

(15分) 三.已知圆环形铁芯内半径为a ，中⼼轴线半径为r 0，环的横截⾯为矩形，尺⼨为d ×h ，且a>>h ，线圈匝数为N ，通以电流I ，求环中的、和φ。

(15分)四.已知⾃由空间中)sin(0kz t E a x -=ω，试判断此电磁波的传播⽅向、计算其的量值和相速p v 。

（15分）五.电磁波在如图所⽰的两导体平板（z=0,z=d ）所限定的空⽓中传播，已知)cos()cos(0x k t dzE a x z -=ωπ，式中x k 为常数，求⑴波的磁场分量，⑵验证波满⾜边界条件，⑶求两导体表⾯的⾯电荷和⾯电流分布。

（15分）六.平⾏极化波和垂直极化波斜⼊射到理想介质表⾯时，会产⽣哪些物理效应？分别⽤本征阻抗和波阻抗表⽰出传输系数和反射系数。

（10分）答案：7. ⼀、波的极化现象及其分类1、电场的变化，线极化、圆极化、椭圆极化2导体－空⽓边界条件2、 s t J H =，0=t E ，0=n B ，0ερsn E =3由静电场基本⽅程说明静电场分布的形态和场源关系3、 0,=??=??ρ,发散场，⾃由电荷激发4正弦均匀平⾯波在理想介质中的传播特点4、TEM ；同相；振幅不变；电场磁场振幅之⽐为本征阻抗，只与媒质有关；电场能量密度等于磁场能量密度5媒质的分类5、理想导体；良导体；半导电介质；低损耗介质；理想介质6布儒斯特⾓6、平⾏极化波斜⼊射发⽣全折射现象时的⼊射⾓⼆.写出⾮限定微分形式的麦克斯韦⽅程组，阐明其物理意义。

(15分)⼆、ρ=??=-=+=??D B tE t J H ,0,,；变化的电场及电流激发涡旋状磁场；变化的磁场激发涡旋状电场；磁场为⽆散场；⾃由电荷激发发散状电场三.已知圆环形铁芯内半径为a ，中⼼轴线半径为r 0，环的横截⾯为矩形，尺⼨为d ×h ，且a>>h ，线圈匝数为N ，通以电流I ，求环中的B 、H 和φ。

电磁场理论模拟考试题目和答案一、选择题（每题5分，共计25分）1. 在真空中，电场强度E与电荷量Q之间的关系是：A. E与Q成正比B. E与Q成反比C. E与Q无关D. 无法确定*答案：A.*2. 以下哪种场是保守场？A. 电场B. 磁场C. 引力场D. 所有选项都是*答案：A.*3. 假设一个电荷q在电场中移动一段距离s，且电场力做功W。

那么，电荷q在电场中受到的电场力F与s的二次方成正比的关系是：A. F ∝ qB. F ∝ qsC. F ∝ q/sD. F ∝ qs²*答案：D.*4. 两个点电荷之间的库仑力F与它们的电荷量乘积的关系是：A. F与电荷量乘积成正比B. F与电荷量乘积成反比C. F与电荷量乘积无关D. 无法确定*答案：A.*5. 在一个直导线附近，磁场B与距离r的关系是：A. B ∝ 1/rB. B ∝ rC. B ∝ r²D. B ∝ r³*答案：A.*二、填空题（每题5分，共计25分）1. 电磁波在真空中的传播速度是______。

[答案：约3×10^8m/s]2. 电场强度E的定义式是______。

[答案：E = F/q]3. 安培环路定律的数学表达式是______。

[答案：∮B·dℓ = μ₀I]4. 电容C的定义式是______。

[答案：C = Q/V]5. 电荷q在电场E中受到的电场力F是______。

[答案：F = qE]三、简答题（每题10分，共计30分）1. 请简要描述麦克斯韦方程组的物理意义。

*答案：麦克斯韦方程组描述了电磁场的基本性质和变化规律，包括四个方程，分别是高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。

这些方程揭示了电场、磁场、电荷、电流之间的相互关系，是电磁场理论的核心。

*2. 请解释电场强度和电势差的概念，并说明它们之间的关系。

*答案：电场强度是一个点电荷在电场中受到的电场力与其电荷量的比值，反映电场的强弱和方向。

《电磁场与电磁波》课程模拟试卷一、填空题（除第8小题6分，其它每小题3分，共27分）1、(3分)点电荷q 在距其R 处的场点P 处所产生的电场强度E=；假设无限远处电位为零，在P 点处标量电位=ϕ 。

2、(3分)已知电位为φ＝rf(r)，则电场E =________。

3、(3分)已知真空中半径为a 的球内的电场为E =e r (r/a)3，则球内的电荷密度为________。

4、(3分)假设所讨论的空间存在两种不同的理想介质，其介电常数分别为21εε和。

在这两个理想介质分界面上静电场所满足的边界条件为 、 。

5、(3分)静电场的电场强度为E ，电场存在区域内介质的介电常数为ε，该静电场的能量密度为=e w 。

恒定磁场中的磁场强度为H ，介质的磁导率μ，则磁场的能量密度为=m w 。

6、(3分)平面波从媒质1()0,,1011==σμμε垂直入射到与媒质2()0,,2022==σμμε的边界上。

当21εε与的关系是 时，边界上的电场振幅大于入射波电场振幅；当21εε与的关系是 时，边界上的电场振幅小于入射波电场振幅。

7、(3分)均匀平面波从自由空间垂直入射到理想导体表面时，理想导体内部电场强度为 ，磁场强度达到 ，在自由空间中入射波和反射波叠加形成 。

8、(6分)一均匀平面波在媒质参数为14==r r με、的无耗媒质中传播，磁场表示式为()()m A z t e t z H y /10cos 21,πωπ-=ρρ。

则与之相伴的电场强度的瞬时值表达式为()=t z E ,ρ ；穿过垂直于其传播方向上单位面积的平均功率S av = 。

()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂=⋅∇∂∂+∂∂+∂∂=∇φθθθθφθθφθφθF r F r F r r r F r u e r u e r u e u r r sin 1sin sin 11,sin 22ρρρρ二、选择题（每题3分，共21分） 1、(3分)在恒定磁场中，若两种不同介质的分界面为xOz 平面，其上的面电流密度m A e J z S /2ρρ-=，已知在y>0区域，x t e H ρρ=1，则（ ）A. z x t e e H ρρρ332+=B. z x t e e H ρρρ52+=C.z x t e e H ρρρ+=32D. x t e H ρρ-=22、(3分)镜像法依据是（ ）A.唯一性定理B.电荷连续性C.电流连续性D.均不是3、(3分)已知均匀平面波的电场为E ϖ=x e ρx cos （ωt-βz ）+y e ρ2sin （ωt-βz ），则此波是（ ）A.直线极化波B.圆极化波C.椭圆极化波D.都不是4、(3分)电场强度E =（e x 3+e y 4）sin （ωt-kz ）的电磁波，其传播方向是沿________方向。

电磁场与电磁波 模拟题（B 卷）附答案一、填空题（20分）1. 镜像法是在所求场的区域之外，用 一些假想电荷 来代替场问题的边界。

假想电荷和场区域原有的电荷一起产生的电场必须要满足 原问题的边界条件。

（2分）2. 趋肤深度δ等于电磁波能量的振幅衰减到表面值的1/e 所经过的距离。

对同一电磁波，导体的电导率越大，其趋肤深度越 小 。

（2分） 3. 谐振腔的两个主要参量是 谐振频率和品质因素。

（2分） 4. 在矩形波导中实现单模工作时，波导宽边尺寸a (a>b)应该满足的条件是0.5λ < a < λ 。

（2分）5. 直线极化 ，圆极化 和 椭圆极化 （2分）6.磁介质中恒定磁场的基本方程为：⎰=Ss d B 0. ，0.=∇B；⎰=Cl d H 0. ，J H=⨯∇（2分）7. 什么是简并现象？在导波系统中，当两个模式的截止波长相等时，它们存在的可能性是相同的，这种现象就称为简并现象。

（2分） 8. 无耗传输线有哪三种工作状态？ 行波状态 ， 驻波状态 和行驻波状态 。

分别对应哪种终端负载情况？ 匹配负载， 终端短路、开路或纯电抗负载, 以及任意负载。

（2分）9. 位移电流假说的实质是变化的电场可以产生磁场。

（2分）10. 位移电流和真实电流（如传导电流和运流电流）的区别在于位移电流不对应任何带电质点的运动，只是电场随时间的变化率。

（2分）二、 简述题（25分）1. 简述集总参数电路和分布参数电路的区别。

答：集总参数电路和分布参数电路的区别主要有二：（1）集总参数电路上传输的信号的波长远大于传输线的几何尺寸；而分布参数电路上传输的信号的波长和传输线的几何尺寸可以比拟。

（2）集总参数电路的传输线上各点电压（或电流）的大小与相位可近视认为相同，无分布参数效应；而分布参数电路的传输线上各点电压（或电流）的大小与相位均不相同，呈现出电路参数的分布效应。

(5分)2. 写出求解静电场边值问题常用的三类边界条件。

1．矢量z y x e e eA ˆˆˆ++=的大小为3。

2．由相对于观察者静止的，且其电量不随时间变化的电荷所产生的电场称为 静电场 。

3．若电磁波的电场强度矢量的方向随时间变化所描绘的轨迹是直线，则波称为 线极化 。

4．从矢量场的整体而言，无散场的 旋度不能处处为零。

5．在无源区域中，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，使电磁场以 波 的形式传播出去，即电磁波。

6．随时间变化的电磁场称为 时变（动态） 场。

7．从场角度来讲，电流是电流密度矢量场的 通量 。

8．一个微小电流环，设其半径为a 、电流为I ，则磁偶极矩矢量的大小为2a I p m π=。

9．电介质中的束缚电荷在外加 电场 作用下，完全脱离分子的内部束缚力时，我们把这种现象称为击穿。

10．法拉第电磁感应定律的微分形式为tBE ∂∂-=⨯∇。

11．简述恒定磁场的性质，并写出其两个基本方程。

答：恒定磁场是连续的场或无散场，即磁感应强度沿任一闭合曲面的积分等于零。

产生恒定磁场的源是矢量源。

(3分）两个基本方程：⎰=⋅SS d B 0（1分） I l d H C=⋅⎰ （1分）(写出微分形式也对)12．试写出在理想导体表面电位所满足的边界条件。

200 年 月江苏省高等教育自学考试7568 电磁场理论答案一、填空题（每小题 1 分，共 10 分）二、简述题 （每题 5分，共 20 分）答：设理想导体内部电位为2φ，空气媒质中电位为1φ。

由于理想导体表面电场的切向分量等于零，或者说电场垂直于理想导体表面，因此有S S 21φφ= （3分） σφε-=∂∂Sn10（2分）13．试简述静电平衡状态下带电导体的性质。

答：静电平衡状态下，带电导体是等位体，导体表面为等位面；（2分）导体内部电场强度等于零，在导体表面只有电场的法向分量。

（3分） 14．什么是色散？色散将对信号产生什么影响？答：在导电媒质中，电磁波的传播速度随频率变化的现象称为色散。