第4章 时变电磁场与电磁波(时变电磁场)
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电磁场与电磁波复习题第一部分矢量分析1、请解释电场与静电场的概念。
静止电荷产生的场表现为对于带电体有力的作用,这种场称为电场。
不随时间变化的电场称为静电场。
2、请解释磁场与恒定磁场的概念。
运动电荷或电流产生的场表现为对于磁铁和载流导体有力的作用,这种物质称为磁场。
不随时间变化的磁场称为恒定磁场。
3、请解释时变电磁场与电磁波的概念。
如果电荷及电流均随时间改变,它们产生的电场及磁场也是随时变化的,时变的电场与时变的磁场可以相互转化,两者不可分割,它们构成统一的时变电磁场。
时变电场与时变磁场之间的相互转化作用,在空间形成了电磁波。
4、请解释自由空间的概念。
电磁场与电磁波既然是一种物质,它的存在和传播无需依赖于任何媒质。
在没有物质存在的真空环境中,电磁场与电磁波的存在和传播会感到更加“自由”。
因此对于电磁场与电磁波来说,真空环境通常被称为“自由空间”。
5、举例说明电磁场与波的应用。
静电复印、静电除尘以及静电喷漆等技术都是基于静电场对于带电粒子具有力的作用。
电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等,都是利用磁场力的作用。
当今的无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术都是利用电磁波作为媒介传输信息的。
6、请解释常矢与变矢的概念。
若某一矢量的模和方向都保持不变,此矢量称为常矢,如某物体所受到的重力。
而在实际问题中遇到的更多的是模和方向或两者之一会发生变化的矢量,这种矢量我们称为变矢,如沿着某一曲线物体运动的速度v等。
7、什么叫矢性函数?设t是一数性变量,A为变矢,对于某一区间G[a,b]内的每一个数值t,A 都有一个确定的矢量A(t)与之对应,则称A为数性变量t的矢性函数。
8、请解释静态场和动态场的概念。
如果在某一空间区域内的每一点,都对应着某个物理量的一个确定的值,则称在此区域内确定了该物理量的一个场。
换句话说,在某一空间区域中,物理量的无穷集合表示一种场。
《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F 的散度处处为0,即0F∇⋅≡,则矢量场是无散场,由旋涡源所产生,通过任何闭合曲面S 的通量等于0。
2、如果矢量场F 的旋度处处为0,即0F ∇⨯≡,则矢量场是无旋场,由散度源所产生,沿任何闭合路径C 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:SVFdV F dS ∇⋅=⋅⎰⎰和斯托克斯定理:sCF dS F dl∇⨯⋅=⋅⎰⎰。
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:V V sD d S d V Q ρ⋅==⎰⎰和0lE dl ⋅=⎰。
4、静电系统在真空中的基本方程的微分形式是:V D ρ∇⋅=和0E∇⨯=。
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→E 的切向分量E 1t -E 2t =0;而磁场→B 的法向分量B 1n -B 2n =0。
7、在介电常数为e 的均匀各向同性介质中,电位函数为 2211522x y z ϕ=+-,则电场强度E=5x y zxe ye e --+。
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。