电动力学期终总复习及精彩试题

电动力学期末考试复习知识总结及试题第一章电磁现象的普遍规律一、主要内容：电磁场可用两个矢量—电场强度和磁感应强度来完全描写，这一章的主要任务是：在实验定律的基础上找出, 所满足的偏微分方程组—麦克斯韦方程组以及洛仑兹力公式，并讨论介质的电磁性质及电磁场的能量。

在电磁学的基础上从实验定律出发运用矢量分析得出电磁场运动的普遍规律；使学生掌握麦克斯韦方程的微分形式及物理意义；同时体会电动力学研究问题的方法，从特殊到一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。

完成由普通物理到理论物理的自然过渡。

二、知识体系：三、内容提要：1．电磁场的基本实验定律：（1）库仑定律：对个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和，即：（2）毕奥——萨伐尔定律（电流决定磁场的实验定律）（3）电磁感应定律①生电场为有旋场（又称漩涡场）,与静电场本质不同。

②磁场与它激发的电场间关系是电磁感应定律的微分形式。

（4）电荷守恒的实验定律,①反映空间某点与之间的变化关系，非稳恒电流线不闭合。

② 若空间各点与无关，则为稳恒电流，电流线闭合。

稳恒电流是无源的（流线闭合），，均与无关，它产生的场也与无关。

2、电磁场的普遍规律—麦克斯韦方程其中：1是介质中普适的电磁场基本方程，适用于任意介质。

2当，过渡到真空情况：3当时，回到静场情况：4有12个未知量，6个独立方程，求解时必须给出与，与的关系。

介质中：3、介质中的电磁性质方程若为非铁磁介质1、电磁场较弱时：均呈线性关系。

向同性均匀介质：，，2、导体中的欧姆定律在有电源时，电源内部，为非静电力的等效场。

4．洛伦兹力公式考虑电荷连续分布，单位体积受的力：洛伦兹认为变化电磁场上述公式仍然成立，近代物理实验证实了它的正确。

说明：①②5.电磁场的边值关系其它物理量的边值关系：恒定电流:6、电磁场的能量和能流能量密度：能流密度：三．重点与难点1．概念：电场强度、磁感应强度、电流密度、极化强度、磁化强度、能流密度。

2011级电动力学复习提纲数学准备理解散度、旋度、梯度的意义，熟悉矢量的梯度、散度、旋度在直角、球、圆柱坐标系中的运算，以及散度定理（高斯定理）、旋度定理（斯托克斯定理）。

章后练习1、2。

第1章理解全章内容，会推导本章全部公式。

重点推导麦克斯韦方程组，以及用积分形式的麦克斯韦方程组推出边值关系。

章后练习1、2、5、9、10、12第2章能推导能量转化与守恒定律，并且能说明各物理量及定律的物理意义。

能认识电磁场动量及动量转化和守恒定律，并且能说明各物理量及定律的物理意义。

了解电磁场的角动量，理解电磁场有角动量且角动量转化和守恒的意义。

P35例题，书后练习2、3第3章理解静电场和静磁场的势函数，为什么可以提出，在求解静电磁场时有什么意义。

势的方程和边值关系及推导。

深入理解唯一性定理，能应用其解释电磁现象，比如静电屏蔽现象。

熟悉电磁能量势函数表达式及意义。

会独立完成P48例题1,，P55例1、例2，P57例5,。

练习1、3、6、7第4章掌握静像法、简单情形下的分离变量法；理解多极矩法，掌握电偶极矩的势、场，以及能量、受力等；知道电四极矩的表示，计算。

了解磁偶极矩的表示、能量。

熟悉超导的基本电磁性质及经典电磁理论的解释。

会独立熟练计算P62例题1、P64例2及相关讨论；P69例1、P72例3；P74例1、例2。

练习3、4、5、7、10、12第5章1、理解如何由麦克斯韦方程推导自由空间的波动方程，理解其意义。

2、能推出电场和磁场的定态方程（亥姆霍兹方程），熟练掌握自由空间平面电磁波表达式，并且能应用其证明平面电磁波性质；3、能推导反射、折射定律、费涅尔公式，并且能应用其讨论布儒斯特定律、半波损失等常见现象；4、理解全反射现象，知道什么情形下发生全反射，折射波表示，透射深度；5、熟悉电磁波在导体空间表达式，理解其物理意义、理解良导体条件及物理意义；能推导导体中电荷密度；知道导体内电场和磁场的关系；理解趋肤效应，计算趋肤深度；理想导体的边值关系；6、理解波导管中电磁波的求解过程和结果，知道结构。

《电动力学》试题（A ）一. 单选题(每题3分,共24分)1.洛伦兹变换是同一事件在两个惯性系中的时空坐标变换;2.介质内极化电荷体密度决定于极化强度P的散度;4.带电粒子辐射电磁波的必要条件是粒子具有加速度; 7.若μA 是四维矢量,则μμx A ∂∂是四维标量;8.在不同介质分界面处,磁场边值关系：磁感应强度的法向分量是连续的; 二. 填空题(每小题4分,共24分)1.电磁波入射到导体表面时,透入深度随频率增大而____减小___________.2.用电导率σ、介电常数ε和电磁波的频率ω来区分物质的导电性能,当满足_______1〉〉ωεσ_________条件时是良导体.3.当振荡电偶极子的频率变为原来的2倍时,辐射功率将变成原来的__16____倍.4.对不同的惯性系,电荷是守恒量,由此可得出结论,当电荷作高速运动时,其体积__缩小_,电荷密度_______变大_______.5. 真空中平面z=0为带电平面,电荷密度为σ,则在z=0处电势应满足边值关系 21ϕϕ=和12εσϕϕ-=∂∂-∂∂z z . 6.不同频率的电磁波在同一介质中具有不同的传播速度,就表现为_______色散____现象.三.（13分）利用真空中的麦克斯韦方程组和电磁势的定义推导电磁势A满足的达朗贝尔方程:j tA c A 022221μ-=∂∂-∇ 解：把电磁势的定义： A B ⨯∇=和tAE ∂∂--∇=ϕ代入真空中的场方程（4分）tE J B ∂∂+=⨯∇000εμμ得：)(000tAt J A ∂∂+∇∂∂-=⨯∇⨯∇ϕεμμ （2分）注意到：A A A 2)(∇-⋅∇∇=∇⨯∇ 及2001c =εμ 将上式整理后得：J t cA t A c A 022222)1(1μϕ-=∂∂+⋅∇∇-∂∂-∇ （4分）利用洛伦兹条件：012=∂∂+⋅∇tc A ϕ，得：J tAc A 022221μ-=∂∂-∇ （3分）四.（20分）设有平面电磁波:x t z i e e E)102102(62100⨯-⨯-=ππ V/m,求:1. 圆频率、波长、介质中的波速、电矢量的偏振方向和波的传播方向；2. 若该介质的磁导率7104-⨯=πμ HM -1,问它的介电常数ε是多少解：1）圆频率Hz 6102⨯=πω (1分)波长)(100102222M k =⨯==-πππλ (2分) 介质中的波速kv ω=(2分))/(10102102826S M =⨯⨯=-ππ (1分) 电矢量的偏振方向为x 方向(1分)，波传播方向是z 轴正向.(1分)2)由με1=v 得21vμε=(3分) 287)10(1041⨯⨯=-π =π4109- (F/M)≈7.96×10-11F/M (2分) 五.（13分）真空中有一个半径为R 0的带电球面,面电荷密度为θσσcos 0=(其中σ0为常数),试用分离变量法求空间的电势分布.解:设球内外空间的电势分别为φ1和φ2在球内外均有ρ=0,故φ1和φ2都满足拉氏方程. (2分)显然本问题是轴对称的,以球心为坐标原点,以θ=0的方向为z 轴,建立球坐标系. (1分)考虑到边界条件: R →0时, φ1有限R →∞时,φ2→0 (2分) 可令尝试解为:)(cos 1101θϕRP a a +=;)(cos 12102θϕP R b R b +=(2分)由边值关系当R=R0时, φ1=φ2 ;θσϕεϕεcos 01020-=∂∂-∂∂R R (2分)得:)(cos )(cos 1201001010θϑP R bR b P R a a +=+ ；)(cos )(cos )(cos 2101113120θεσθθP P a P R b R b -=---(2分)比较方程两边Pn(cos θ)多项式的系数,可得:00==b a ;0013εσ=a , 3013R b εσ= (2分)于是: θεσϕcos 3001R =;θεσϕcos 3230002R R =从解题过程中可看出, φ1与φ2满足本问题的所有边界条件及边值关系,是本问题唯一正确的解.(2分)《电动力学》试题（B ）3.辐射功率P 与距离无关,能量可以电磁波的形式传播到远处.4.在相对论中空间距离是不变的;5.在介质分界面上电磁场发生突变：电场强度E的法向分量突变是由总电荷面密度σ引起的;A. 6. 电磁场能量传播的方向既垂直于电场又垂直于磁场的方向; 7.电磁波能在矩形波导内传播的条件是a 2<λA. 8.通过洛伦兹变换不能改变无因果关系的两事件的先后次序; 三. 填空题(每小题4分,共24分)1.麦克斯韦方程组的微分形式在____两种介质的分界面处___不适用.2.在导体中的电磁波是衰减的,导体的电导率愈__大___,衰减得愈快.3.当振荡电偶极子的振幅变为原来的2倍时,辐射功率将变成原来的__4___倍.4.当满足条件_______ v<<c_____时,洛伦兹变换将回到伽利略变换.5.边界条件σ=-⋅)(12D D n ，可用电势φ表示为_______σϕεϕε-=∂∂-∂∂n n 1122______.6.光子的静止质量为零，光子的能量和动量之间的关系是_____ E=cP___.三（13分）证明:当电势作下列规范变换ψ∇+=→A A A' , 时，电磁场保持不变.解：1）ψψ∇⨯∇+⨯∇=∇+⨯∇=⨯∇A A A )(' （2分）B A=⨯∇ （3分）0≡∇⨯∇ψ∴ B A=⨯∇' （3分）2）)()(''ψψϕϕ∇+∂∂-∂∂--∇=∂∂-∇-A tt t A（2分）t∂∂-=→ψϕϕϕ't A∂∂--∇= ϕ E=（3分）四. （13分）真空中的平面电磁波:)(5.2)1062(8y x t z i e e e H +=⨯-πππA/m,求:1. 频率、波长、波速和波的传播方向；2. 相应的磁场E；解：1）由H 的表达式知：8810321062⨯=⨯==πππωf （Hz ） （2分） π2=k (m-1),12==k πλ (m) （2分）8103⨯=v (m/s) （1分）波传播方向为Z 轴负方向。

精品文档电动力学期末考试物理学专业级班《电动力学》试卷B题号一二三四五总分得分得分评卷人一．填空（每空1 分，共 14 分）1. a 为常矢量，则( a r ),( a ) r =2.能量守恒定律的积分式是－s d = f dV + dwdV ，它的物理意义是_____________________ dt3. B =▽ A , 若 B 确定，则 A _______（填确定或不确定）， A 的物理意义是4.在某区域内能够引入磁标势的条件是5.电四极矩有几个独立分量？答：6．金属内电磁波的能量主要是电场能量还是磁场能量？答：7．良导体条件是 ________________8.库仑规范辅助条件为 ____________；洛伦兹规范辅助条件为 ____________，在此条件下，达朗贝尔矢势方程为________________________________9.爱因斯坦提出了两条相对论的基本假设：⑴相对性原理： _______________________________________________________________________⑵光速不变原理： ____________________________________________________________________得分评卷人二．单项选择（每题 2 分，共 26 分）1.导体的静止条件归结为以下几条 , 其中错误的是 ( )A.导体内部不带电 , 电荷只能分布于导体表面B.导体内部电场为零C.导体表面电场线沿切线方向D. 整个导体的电势相等2．下列表述正确的个数是（）⑴单位张量和任一矢量的点乘等于该矢量⑵反称张量 T 与矢量f点乘有 f T T f⑶并矢 AB 等于并矢 BAA. 0 个B. 1个C. 2个D. 3个3．对于均匀带电的长形旋转椭球体，有（）A.电偶极矩不为零，电四极矩也不为零B.电偶极矩为零，电四极矩不为零C.电偶极矩为零，电四极矩也为零D.电偶极矩不为零，电四极矩为零4．有关复电容率i的描述正确的是（）A.实数部分代表位移电流的贡献，它不能引起电磁波功率的耗散；虚数部分是传导电流的贡献，它引起能量耗散B.实数部分代表传导电流的贡献，它不能引起电磁波功率的耗散；虚数部分是位移电流的贡献，它引起能.精品文档量耗散C.实数部分代表位移电流的贡献，它引起电磁波功率的耗散；虚数部分是传导电流的贡献，它不能引起能量耗散D.实数部分代表传导电流的贡献，它引起电磁波功率的耗散；虚数部分是位移电流的贡献，它不能引起能量耗散5．已知矢势A A, 则下列说法错误的是 ( )A. A 与 A 对应于同一个磁场 BB. A 和 A 是不可观测量 , 没有对应的物理效应C.只有 A 的环量才有物理意义 , 而每点上的 A 值没有直接物理意义由磁场 B 并不能唯一地确定矢势A6．波矢量k i, 有关说法正确的个数是（）⑴矢量和的方向不常一致⑵为相位常数，为衰减常数⑶只有实部才有实际意义A. 0个B. 1个C. 2个D. 3个7．频率为30109HZ的微波，在0.7cm0.6cm 的矩形波导管中，能以什么波模传播？（）A.TE01B.TE10C.TE10及 TE01D.TE118．( A B)（）A. A (B) B (A)B. A (B) B (A)C. B (A) A (B)D.(A)B9.平面电磁波的特性描述如下：⑴电磁波为横波， E 和 B 都与传播方向垂直⑵ E 和 B 互相垂直， E× B 沿波矢 K 方向⑶ E 和 B 同相，振幅比为 v以上 3 条描述正确的个数为（）A. 0 个B. 1个C. 2个D. 3个10．谐振腔的本征频率表达式为( m )2( n )2( p )2mnpl 1l 2l 3若 l1l 2l 3，则最低频率的谐振波模为（）A. (0,1,1)B. (1,1,0)C. (1,1,1)D. (1,0,0)11．相对论有着广泛的实验基础, 下列实验中不能验证相对论的是( )A.碳素分析法测定地质年代B.横向多普勒效应实验C.高速运动粒子寿命的测定D. 携带原子钟的环球飞行试验12．根据相对论理论下列说法中正确的个数为（）⑴时间和空间是运动着的物质存在的形式⑵离开物质及其运动，就没有绝对的时空概念⑶时间不可逆地均匀流逝，与空间无关⑷同时发生的两个事件对于任何惯性系都是同时的⑸两事件的间隔不因参考系的变换而改变A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个13．学习电动力学课程的主要目的有下面的几条, 其中错误的是 ( ) .精品文档A.掌握电磁场的基本规律 , 加深对电磁场性质和时空概念的理解B.获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力, 为以后解决实际问题打下基础C.更深刻领会电磁场的物质性 , 加深辩证唯物主义的世界观D.物理理论是否定之否定 , 没有绝对的真理 , 世界是不可知的得分评卷人三．证明（每题 6 分，共 12 分）1．写出介质中的麦克斯韦方程组，并从麦克斯韦方程组出发证明均匀介质内部的体极化电荷密度p 总是等于体自由电荷密度f的(10 )倍。

第一章长安街～麦克斯韦方程4．一圆柱形无穷长直导线，半径为a ，载有稳恒电流I ，I 均匀分布在横截面上．试求这导线内外磁场强度H的旋度．答案：导线内 2a J H π=⨯∇；导线外.0=⨯∇H解：由环路定理可得 ϕπe a IrH ˆ22= ，a r <ϕπe rIH ˆ2= ， a r > 以导线轴线为z 轴取柱坐标系，并使z 轴沿电流I 方向，则 ()z e r rH r H ˆ1⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⨯∇ϕ在导线内， ()z z ea Ie r rH r H ˆˆ12πϕ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⨯∇ 在导线外0=⨯∇H5．试证明：在均匀介质内部，极化电荷密度P ρ与自由电荷密度ρ的关系为ρεερ⎪⎭⎫⎝⎛-=10P ，其中ε是介质的电容率．证明：因为E D ε=，电容率ε与坐标无关，由P E D+=0ε，和f D ρ=⋅∇ ，得 ()()()fP D ED P ρεεεεερ/1/1000--=⋅∇--=-⋅-∇=⋅-∇=一般介质0εε>，因此P ρ与f ρ符号相反。

6．若在介质中挖一球形空腔，腔表面极化电荷密度为θσcos 'P -=，证明在球心Ｏ点的电场为.00εPE =证明：02020cos 44'εθπεπεσPR ds PR ds E S S -=-==⎰⎰，( 立体角界定义中的cos θ 为r 、ds 之夹角在球面上的ds ，其cos θ=1。

这里的cos θ？；P 是常量未说明；中心电场为所有电荷引起电场的合，这里引起极化电荷和另一部分极化电荷未计入，可认为二者太远。

本题有些问题)考虑到方向，则有.00εPE =7．求电荷分布为()re r αρρ-=0的电势和电场强度．其中α为常数．解：电荷球对称分布，所以()⎰⎰--==dr r e dv r e r rr ππερπερϕαα2440000 （该处dr r dv 24π=）()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-r e r r r ααααερϕ3230022 电势球对称分布，由梯度运算 ()()r rr E ϕϕ∂∂-=-∇=得().2223223300⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=-r e r r r rr E αααααερ 答案：()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-r e r r r ααααερϕ3230022， ().2223223300⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=-r e r r r rr E αααααερ9．平行板电容器内有两层介质，它们的厚度分别为1l 和2l ，电容率为1ε和2ε．今在两极板间接上电动势为V 的电池，求⑴ 电容器两板上的自由电荷面密度； ⑵ 介质分界面上的自由电荷面密度．若分界面是漏电的，电导率分别为1σ和2σ，当电流达到恒定时，上述两问题的结果如何？解 （1）（V →E →D →σ0; 理想电阻或电流测量精度不足）求两板上自由电荷面密度1f ω和2f ω，在介质绝缘情况下，电容器内不出现电流.22211122110D l D l l E l E V εε+=+= (1)如图所示，n D 11D = n D 22D = (2) 边值关系为 ω=-⋅)(21D D n , (3) 在两种绝缘介质的分界面上，没有自由电荷分布，03=f ω∴ 0)(12=-⋅D Dn 12D D = (4)因为两极板中（导体中）电场为0，故从(3)得两种介质和导体板的分界面上有; 在分界面2处有212)(f ω-=-⋅D D n得 22f D ω=- 在分界面1处有f ω=-⋅-)(12D D n （5）f D ω==-⋅-11)(D n 由（1）（4）（5）得221101εεωl l V f +=221102εεωl l V f +-=可见，整个电容器保持0321=++f f f ϖϖω（电中性）（2）（J →E →D →σ0;实际情况）当介质略为漏电，并达到稳恒时，要保持电流连续性条件成立0)(12=-⋅J J n 即 21J J =在两介质界面上有自由电荷积累，此时21D D ≠，J 3为导体板上电流密度。

1第二章 静 电 场一、 填空题1、若一半径为R 的导体球外电势为b a b ra ,,+=f 为非零常数，球外为真空，则球面上的电荷密度为 。

答案： 02aR e2、若一半径为R 的导体球外电势为3002cos cos =-+E R E r r f q q ,0E 为非零常数，球外为真空，则球面上的电荷密度为 . 球外电场强度为 .答案：003cos E e q ,303[cos (1)sin ]=-+- r R E E e e rq q q3、均匀各向同性介质中静电势满足的微分方程是 ；介质分界面上电势的边值关系是 和 ；有导体时的边值关系是 和 。

答案： s f ef s f e f e f f er f -=¶¶=-=¶¶-¶¶=-=Ñnc n n ,,,,11222124、设某一静电场的电势可以表示为bz y ax -=2f ,该电场的电场强度是该电场的电场强度是_____________________。

答案：z y x e b e ax e axy+--225、真空中静场中的导体表面电荷密度、真空中静场中的导体表面电荷密度_____________________。

答案：0nj s e ¶=-¶6、均匀介质内部的体极化电荷密度p r 总是等于体自由电荷密度f r __________的倍。

的倍。

答案： -（1-e e）7、电荷分布r 激发的电场总能量1()()8x x W dv dv r r r pe¢¢=òò的适用于 情形.答案：全空间充满均匀介质全空间充满均匀介质8、无限大均匀介质中点电荷的电场强度等于、无限大均匀介质中点电荷的电场强度等于_____________________。

答案： 34qRR pe9、接地导体球外距球心a 处有一点电荷q, 导体球上的感应电荷在球心处产生的电势为等于 .答案：04qa pe1010、无电荷分布的空间电势、无电荷分布的空间电势、无电荷分布的空间电势 极值极值.(.(.(填写“有”或“无”填写“有”或“无”填写“有”或“无”) )答案：无 1111、镜象法的理论依据是、镜象法的理论依据是、镜象法的理论依据是_____________________，象电荷只能放在，象电荷只能放在，象电荷只能放在_____________________区域。

电动⼒学复习题库⼀、单项选择题1. 学习电动⼒学课程的主要⽬的有下⾯的⼏条,其中错误的是( D )A. 掌握电磁场的基本规律，加深对电磁场性质和时空概念的理解B. 获得本课程领域内分析和处理⼀些基本问题的初步能⼒，为以后解决实际问题打下基础C. 更深刻领会电磁场的物质性，加深辩证唯物主义的世界观D. 物理理论是否定之否定，没有绝对的真理，世界是不可知的2. =)(B A （ C ）A. )()(A B B A +B. )()(A B B A -C. )()(B A A B -D. B A )(3. 下列不是恒等式的为（ C ）。

A. 0= B. 0f = C. 0= D. ??2?=???4. 设222)()()(z z y y x x r '-+'-+'-=为源点到场点的距离，r 的⽅向规定为从源点指向场点，则（ B ）。

A. 0=?r B. r r r ?= C. 0=?'r D. r r r'?= 5. 若m 为常⽮量，⽮量3m R A R ?= 标量3m R R ??= ，则除R=0点外，A 与?应满⾜关系（ A ） A. ▽?A =▽? B. ▽?A =?-?C. A =??D. 以上都不对6. 设区域V 内给定⾃由电荷分布)(x ρ，S 为V 的边界，欲使V 的电场唯⼀确定，则需要给定（ A ）。

A.S φ或S n ??φ B. S Q C. E 的切向分量 D. 以上都不对 7. 设区域V 内给定⾃由电荷分布()ρx ,在V 的边界S 上给定电势s ?或电势的法向导数sn ，则V 内的电场（ A ）A ．唯⼀确定 B. 可以确定但不唯⼀ C. 不能确定 D. 以上都不对 8. 导体的静电平衡条件归结为以下⼏条,其中错误的是( C )A. 导体内部不带电，电荷只能分布于导体表⾯B. 导体内部电场为零C. 导体表⾯电场线沿切线⽅向D. 整个导体的电势相等9. ⼀个处于x ' 点上的单位点电荷所激发的电势)(x ψ满⾜⽅程（ C ）A. 2()0x ψ?=B. 20()1/x ψε?=-C. 201()()x x x ψδε'?=-- D. 201()()x x ψδε'?=-10. 对于均匀带电的球体，有（ C ）。

电动力学考试题和答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 电场强度的定义式为：A. E = F/qB. E = FqC. E = qFD. E = F/Q答案：A2. 电场线的方向是：A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 从无穷远处指向电荷D. 从电荷指向无穷远处3. 电势差的定义式为：A. U = W/qB. U = WqC. U = qWD. U = W/Q答案：A4. 电容器的电容定义式为：A. C = Q/UB. C = U/QC. C = QVD. C = UV答案：A5. 电流强度的定义式为：B. I = qtC. I = qVD. I = Vq答案：A6. 欧姆定律的公式为：A. V = IRB. V = R/IC. V = I/RD. V = R*I答案：A7. 磁场强度的定义式为：A. B = F/IB. B = FID. B = Vq答案：A8. 洛伦兹力的公式为：A. F = qvBB. F = BqvC. F = qBvD. F = Bvq答案：C9. 磁通量的定义式为：A. Φ = B*AB. Φ = A*BC. Φ = B/AD. Φ = A/B答案：A10. 法拉第电磁感应定律的公式为：A. E = -dΦ/dtB. E = dΦ/dtC. E = Φ/tD. E = tΦ答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 电场强度的单位是______。

答案：伏特/米（V/m）2. 电势的单位是______。

答案：伏特（V）答案：法拉（F）4. 电流强度的单位是______。

答案：安培（A）5. 电阻的单位是______。

答案：欧姆（Ω）6. 磁场强度的单位是______。

答案：特斯拉（T）7. 磁通量的单位是______。

答案：韦伯（Wb）8. 电感的单位是______。

答案：亨利（H）答案：假想10. 磁场线是______的线。

答案：闭合三、计算题（每题10分，共60分）1. 一个点电荷Q = 2 × 10^-6 C，距离该点电荷r = 0.1 m处的电场强度是多少？答案：E = kQ/r^2 = (9 × 10^9 N·m^2/C^2) × (2 × 10^-6 C) / (0.1 m)^2 =1.8 × 10^4 N/C2. 一个电容器C = 4 μF，两端电压U = 12 V，求该电容器的电荷量Q。

20___ - 20___ 学年度 学期 ____ 级物理教育专业《电动力学》试题（五）试卷类别：闭卷 考试时间：120分钟姓名______________________ 学号____________________一． 判断以下概念是否正确，对的打（√），错的打（×）（共15分，每题3分）1． 库仑力304r rQ Q F πεϖϖ'=表明两电荷之间作用力是直接的超距作用，即电荷Q把作用力直接施于电荷Q '上。

（ ） 2． 电磁场有能量、动量，在真空中它的传播速度是光速。

（ ） 3． 电磁理论一条最基本的实验定律为电荷守恒定律，其微分形式为：t j ∂∂=⋅∇/ρϖ。

（ ）4． 在介质的界面两侧，电场强度E ϖ切向分量连续，而磁感应强度B ϖ法向分量连续。

（ ） 5．在相对论中，粒子能量，动量以及静止质量的关系为：42022c m c P W += 。

（ ）二． 简答题（每题5分，共15分）。

1．如果0>⋅∇E ρ，请画出电力线方向图，并标明源电荷符号。

2．当你接受无线电讯号时，感到讯号大小与距离和方向有关，这是为什么？3．以真空中平面波为例，说明动量密度g ρ，能流密度s ρ之间的关系。

三． 证明题（共15分）。

多普勒效应被广泛应用，请你利用洛伦兹变换证明运动光源辐射角频率ω与它的静止角频率0ω的关系为：)cos 1(0θγωωcv-=，其中122)/1(--=c v γ；v 为光源运动速度。

（15分）四. 综合题（共55分）。

1．半径为a 的无限长圆柱形导体，均匀通过电流I ，设导体的磁导率为μ，导体外为真空，求：（1）导体内、外空间的B ϖ、H ϖ；（2）体内磁化电流密度M j ϖ；（15分）。

2．介电常数为ε的均匀介质中有均匀场强为0E ϖ，求介质中球形空腔内的电势和电场（分离变量法）。

（15分）3．两频率和振幅均相等的单色平面电磁波沿z 轴方向传播，一个沿x 方向偏振，另一个沿y 方向偏振，且其相位比前者超前2π。

北京大学电磁学与电动力学历年真题汇总1在无电荷的真空空间内部，电势是否可能在某点取极值，为什么？2在两种介质的界面上发生全反射时，入射波与反射波的能流密度的瞬时值是否相等?3加速运动的带电粒子的加速度为零时，其电偶极辐射是否为零？4写出电子经典半径的定义式，并给出其值的数量级。

它是通过什么得出来的？ 5什么是带电粒子的电磁质量？6试说明国际单位制中电磁场标势、矢势、电场强度、磁感应强度、电位移矢量、磁场强度、能量密度、能流密度的单位。

7写出真空及介质中的麦克斯韦方程组。

（2013年原题）8写出能量密度和能流密度的表达式。

若真空中有一电场与一磁场相互垂直，则能流方向沿垂直电场和磁场的方向，真能有这样的能流吗？为什么？9两种均匀介质，各向同性，写出E，H，D，B边值关系。

10静电像法的理论依据是什么？11简述一个局域在原点附近的任意电荷分布在无穷远处的静电场的行为。

12简述一个局域在原点附近的小段电流分布在无穷远出的静磁场的行为。

13真空中的一个光子可能分成一对正负电子吗？14按照经典电动力学，为什么说原子的有核模型是不稳定的？15写出开口为正方形的波导管的截止频率。

16有两件事，在参考系K看来同时不同地发生，在相对于参考系K以速度v运动的参考系中是同时发生的吗？17电磁波的频率是多少时能穿透一般的金属（入碱金属）。

18电偶极辐射功率角分布有什么特点？19空气分子散射太阳光，说明天空为什么是蓝色的?20什么是辐射阻尼？21一个电荷系统的总电量为零，那么他的电四极矩是否会因为参考点的选择而不同？22写出电势在边界上满足的条件。

23写出在均匀的，各向同性的介质中的麦克斯韦方程组。

24什么是质量亏损？25从麦克斯韦方程组出发推导磁化强度为M的永久磁体中H所满足的微分方程。

26应该怎样定义体磁荷密度？它和麦氏方程组中的相应微分方程有何联系？ 27推导出面磁荷密度和两侧磁化强度所满足的关系。

28什么是规范变换？什么是规范不变性？29磁标势存在的条件是什么？30群速度在什么情况下可以近似作为波包的传播速度。

2019——2020学年第一学期期终试题（A 卷)踏实学习，弘扬正气；诚信做人，诚实考试；作弊可耻，后果自负课程名称：光学使用专业：18级物理、光电班级姓名学号试题一二三四五六七八九总分得分一.选择题（共24分）1如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且123n n n <>，1λ为入射光在折射率为1n 的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为（A ）2112/()n e n πλ（B ）121[4/()]n e n πλπ+（C ）211[4/()]n e n πλπ+（D ）2114/()n e n πλ[]2自然光以60°的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知（A ）折射光为线偏振光，折射角为30°（B）折射光为部分偏振光，折射角为30°（C）折射光为线偏振光，折射角不能确定（D）折射光为部分偏振光，折射角不能确定[]3一束单色线偏振光，其振动方向与1/4波片的光轴夹角为π/4．此偏振光经过1/4波片后（A ）仍为线偏振光（B ）振动面旋转了π/2（C ）振动面旋转了π/4(D)变为圆偏振光[]4在双缝干涉实验中，设缝是水平的，若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹（A ）向下平移，且间距不变（B ）向上平移，且间距不变（C ）不移动，但间距改变（D ）向上平移，且间距改变[]5如图所示，S1、S 2是两个相干光源，它们到P 的距离分别为r 1和r 2，路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过一块厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于：（A）（r 2＋n 2t 2）－（r 1＋n 1t 1）（B）〔r 2＋（n 2－1）t 2〕－〔r 1＋（n 1－1）t 1〕（C）（r 2－n 2t 2）－（r 1－n 1t 1）（D）n 2t 2－n 1t 1[]6一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成劈尖，用波长600nm λ=的单色光垂直照射，看到的反射光的干涉条纹如图b 所示。

电动⼒学期末各章复习试题（选择+填空）第⼀章选择题1. ⽅程/E B t ??=-??的建⽴主要依据哪⼀个实验定律 ( )A 电荷守恒定律B 安培定律C 电磁感应定律D 库仑定律2.已知电极化强度，则极化电荷密度为（）A. B. C. D.3.若在某区域已知电位移⽮量，则该区域的电荷体密度为（）4.下⾯说法正确的是（）A. 空间任⼀点的场强是由该点的电荷密度决定的;B. 空间任⼀点的场强的散度是由所有在场的电荷ｑ决定的; C. 空间任⼀点的场强的散度只与该点的电荷密度有关; D. 空间某点，则该点，可见该点也必为零.5. H Bµ= 是（）A ．普适的 B. 仅适⽤于铁磁性物质C ．仅适⽤于线性⾮铁磁性物质 D. 不适⽤于⾮铁磁性物质6、对任意介质，下列⽅程⼀定正确的有（） A.极化强度⽮量E P )(0εε-= B.极化强度⽮量0e P E χε=C.磁化强度⽮量M u B H -=0D.磁化强度⽮量001()M H µµµ=- 7、对于表达式 (I) dv E D W e ?=21和（II ）=dv W e ?ρ21,下列说法中正确的有（）A ．表达式I 和II 在任何电场情况下总是等价的B ．I 中的被积函数是电场能量密度，⽽II 中的被积函数则⽆此物理意义C ．?ρ21的单位不是能量密度的单位 x y D xe ye =+.2D ρ=-.2A ρε=-.2B ρ=.2C ρε=D ． I 中的被积函数不代表电场的能量密度，⽽II 中的被积函数则有此物理意义8、对任意介质，下列⽅程⼀定正确的有（）A.极化强度⽮量0P D E ε=-B.极化强度⽮量0e P E χε=C.磁化强度⽮量m M H χ=D.磁化强度⽮量001()M H µµµ=-9、⼀般情况下电磁场切向分量的边值关系为：< >A: ()210n D D ?-=；()210n B B ?-=； B: ()21n D D σ?-=；()210n B B ?-= ； C: ()210n E E ?-=；()210n H H ?-=； D: ()210n E E ?-=；()21n H H α?-=。

电动力学复习题一．填空1．a 、k 及0E 为常矢量，则)]sin([0r k E ⋅⋅∇= , )]sin([0r k E ⋅⨯∇= 。

2．反射波电场与入射波电场反相,这现象称为反射过程中的 。

4．波矢量αβ i k +=,其中相位常数是 ，衰减常数是 。

5．电容率ε'=ε+i ωσ,其中实数部分ε代表 电流的贡献，它不能引起电磁波功率的耗散，而虚数部分是______电流的贡献，它引起能量耗散。

6．频率为91030⨯Hz 的微波，在0.7cm ⨯0.4cm 的矩形波导管中，能以 波模传播。

7．爱因斯坦质能关系为 。

8．电荷守恒定律的微分形式为 ，其物理意义为 ；积分形式为 ，其物理意义为 。

9．a 为常矢量，则=⋅∇)(r a , r a )(∇⋅= 。

10．B =▽⨯A ,若B 确定，则A _______（填确定或不确定），A的物理意义是 。

11．在某区域内能够引入磁标势的条件是 。

12．电四极矩有 个独立分量。

13．金属内电磁波的能量主要是 能量14．良导体条件为 ；它是由 和 两方面决定的。

15．库仑规范辅助条件为____________；洛伦兹规范辅助条件为____________，在此条件下，达朗贝尔矢势方程为________________________________。

16．爱因斯坦提出了两条相对论的基本假设：⑴ 相对性原理：________。

⑵ 光速不变原理：________。

17．超导体的性质为 、 、 、 。

18．动量守恒定律的薇分式是 ，它的物理意义是 _；积分式是 ，其物理意义为 ____________________。

19．能量守恒定律的微分形式是 ，它的物理意义是 ；积分式是 ，其物理意义为 ____________________。

20．平面电磁波在介质中的特性为：① （相位关系） ；② （振幅关系）；③ （能量关系） 。

平面电磁波在导体中的特性为：① ；② ；③ 。

总复习试卷一．填空题（30分，每空2分)1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设是（）和（）。

2.电磁波(电矢量和磁矢量分别为和)在真空中传播,空间某点处的能流密度（）。

3.在矩形波导管（a, b）内，且，能够传播TE10型波的最长波长为（）；能够传播TM型波的最低波模为（）.4.静止μ子的平均寿命是s. 在实验室中,从高能加速器出来的μ子以0.6c（c为真空中光速）运动。

在实验室中观察,(1）这些μ子的平均寿命是（)(2）它们在衰变前飞行的平均距离是（）.5.设导体表面所带电荷面密度为，它外面的介质电容率为ε，导体表面的外法线方向为。

在导体静电条件下，电势φ在导体表面的边界条件是（）和( )。

6.如图所示，真空中有一半径为a的接地导体球，距球心为d（d>a）处有一点电荷q,则其镜像电荷的大小为（），距球心的距离大小为（)。

7.阿哈罗诺夫－玻姆（Aharonov-Bohm）效应的存在表明了（）。

8.若一平面电磁波垂直入射到理想导体表面上，则该电磁波的穿透深度δ为（)。

9.利用格林函数法求解静电场时，通常根据已知边界条件选取适当的格林函数。

若为源点到场点的距离，则真空中无界空间的格林函数可以表示为（）。

10.高速运动粒子寿命的测定，可以证实相对论的( ）效应。

二．判断题（20分，每小题2分）(说法正确的打“√”，不正确的打“ ”）1.无论稳恒电流磁场还是变化的磁场,磁感应强度都是无源场。

（)2.亥姆霍兹方程的解代表电磁波场强在空间中的分布情况,是电磁波的基本方程，它在任何情况下都成立。

（）3.无限长矩形波导管中不能传播TEM波。

（）4.电介质中,电位移矢量的散度仅由自由电荷密度决定，而电场的散度则由自由电荷密度和束缚电荷密度共同决定。

（）5.静电场总能量可以通过电荷分布和电势表示出来，即，由此可见的物理意义是表示空间区域的电场能量密度。

（）6.趋肤效应是指在静电条件下导体上的电荷总是分布在导体的表面。