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电磁场与电磁波期末考试复习资料11.圆柱坐标系中单位矢量 ， 。
2.对于矢量A ，若 ，则=+•y x a y x a x )(2 ，=⨯x z a y a x 2 。
3.给定两个矢量z y x a a a A 32-+=，z y a a B +-=4，则矢量A 的单位矢量为 ，矢量B A ⋅= 。
4.已知直角坐标系中点P 1(5,-2,1),P 2(3,1,2),则P1的位置矢量为 ,P1到P2的距离矢量为 。
5.已知球坐标系中单位矢量 。
6.在两半无限大导电平面组成的直角劈形中间放置一点电荷，此时点电荷的镜像电荷个数为 。
7.点电荷q 在自由空间任一点r 处电场强度为 。
8.静电场中导体内的电场为 ，电场强度与电位函数的关系为 。
9.高斯散度定理的积分式为 ，它广泛的用于将一个封闭面积分变成等价的体积分，或者将一个体积分变成等价的封闭面积分。
10.已知任意一个矢量场A ，则其旋度的散度为 。
11.真空中静电场的基本方程的微分形式为 、 、 。
12.分析恒定磁场时，在无界真空中，两个基本场变量为 ，它们之间的关系为 。
13.斯托克斯定理为 ，它表明矢量场A 的旋度沿曲面S 的方向分量的面积分等于该矢量沿围绕此面积曲线边界的线积分。
14.任意一个标量场u ，则其梯度的旋度为 。
15.对于某一矢量 ,它的散度定义式为 ，用哈密顿算子表示为 。
16.介质中静电场的基本方程的积分式为 ， ， 。
17.介质中恒定磁场的基本方程的微分形式为 、 、 。
18.介质中恒定磁场的基本方程的积分式为 ， ， 。
19.静电场中两种介质分界面的边界条件是 ， 。
20.在无限大的导体平面上方d 处放一点电荷q ，则其镜像电荷电量为 ，位置位于 ；如果一个点电荷置于两平行导体中间，则此点电荷有 镜像电荷。
21.矢量场223z a yz a y x a A z y x ++=在点P(1,1,0)的散度为 。
22.一个半径为a 的接地导体球，一点电荷q 位于距球心d 处，则其镜像电荷带电量为 ，位置位于 ；当点电荷q 向无限远处运动时，其镜像电荷向 运动。
大学电磁场考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 电磁波在真空中的传播速度是：A. 300,000 km/sB. 299,792,458 m/sC. 1,000,000 km/sD. 299,792,458 km/s答案：B2. 麦克斯韦方程组中描述电磁场与电荷和电流关系的方程是：A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 麦克斯韦-安培定律D. 所有上述方程答案：D3. 以下哪项不是电磁场的基本概念？A. 电场B. 磁场C. 引力场D. 电磁波答案：C4. 根据洛伦兹力定律，一个带电粒子在磁场中的运动受到的力与以下哪个因素无关？A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 磁场的强度D. 粒子的质量答案：D5. 电磁波的波长和频率的关系是：A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率的乘积是常数答案：B6. 以下哪项是电磁波的主要特性？A. 需要介质传播B. 具有粒子性C. 具有波动性D. 以上都是答案：C7. 电磁波在介质中的传播速度比在真空中：A. 快B. 慢C. 相同D. 无法确定答案：B8. 根据电磁波的偏振特性，以下说法正确的是：A. 只有横波可以偏振B. 纵波也可以偏振C. 所有波都可以偏振D. 只有电磁波可以偏振答案：A9. 电磁波的反射和折射遵循的定律是：A. 斯涅尔定律B. 牛顿定律C. 欧姆定律D. 法拉第电磁感应定律答案：A10. 电磁波的干涉现象说明了：A. 电磁波具有粒子性B. 电磁波具有波动性C. 电磁波具有量子性D. 电磁波具有热效应答案：B二、填空题（每空1分，共10分）1. 电磁波的传播不需要________，可以在真空中传播。
答案：介质2. 麦克斯韦方程组由四个基本方程组成，分别是高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和________。
答案：麦克斯韦-安培定律3. 根据洛伦兹力定律，一个带电粒子在磁场中受到的力的大小与粒子的电荷量、速度以及磁场强度的乘积成正比，并且与粒子速度和磁场方向的________垂直。
大学电磁场考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 电磁场中，电场与磁场的相互作用遵循以下哪个定律？A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定律D. 洛伦兹力定律答案：D2. 在真空中，电磁波的传播速度是多少？A. 100,000 km/sB. 300,000 km/sC. 1,000,000 km/sD. 3,000,000 km/s答案：B3. 一个点电荷产生的电场强度与距离的平方成什么关系？A. 正比B. 反比C. 对数关系D. 线性关系答案：B4. 以下哪种介质不能支持电磁波的传播？A. 真空B. 空气C. 玻璃D. 金属答案：D5. 麦克斯韦方程组中描述变化电场产生磁场的方程是？A. 高斯定律B. 高斯磁定律C. 法拉第电磁感应定律D. 安培环路定律答案：C6. 一个均匀带电球壳内部的电场强度是多少？A. 零B. 与球壳内的电荷分布有关C. 与球壳外的电荷分布有关D. 与球壳的总电荷量成正比答案：A7. 电磁波的频率和波长之间有什么关系？A. 频率与波长成正比B. 频率与波长成反比C. 频率与波长无关D. 频率越大，波长越小答案：B8. 根据洛伦兹力公式，一个带电粒子在磁场中运动时，其受到的力的方向与什么因素有关？A. 粒子的速度B. 磁场的方向C. 粒子的电荷D. 所有上述因素答案：D9. 电磁波的偏振现象说明电磁波是横波，这是因为？A. 电磁波的振动方向与传播方向垂直B. 电磁波的振动方向与传播方向平行C. 电磁波的传播不需要介质D. 电磁波在真空中传播速度最快答案：A10. 一个闭合电路中的感应电动势遵循以下哪个定律？A. 欧姆定律B. 基尔霍夫电压定律C. 法拉第电磁感应定律D. 安培环路定律答案：C二、填空题（每题2分，共20分）11. 电磁波的传播不需要______，因此它可以在真空中传播。
答案：介质12. 根据麦克斯韦方程组，电荷守恒定律可以表示为：∇⋅ E =______。
电磁场期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 电磁波在真空中的传播速度是（）。
A. 3×10^8 m/sB. 2×10^8 m/sC. 1×10^8 m/sD. 4×10^8 m/s答案：A2. 电场强度的定义式为E=（）。
A. F/qB. F/QC. Q/FD. F/C答案：A3. 磁场强度的定义式为B=（）。
A. F/IB. F/iC. F/qD. F/Q答案：B4. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场会产生（）。
A. 电场B. 磁场C. 电势D. 电势差答案：A5. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是（）。
B. λ = f/cC. λ = c*fD. λ = f^2/c答案：A6. 两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案：B7. 根据洛伦兹力公式，带电粒子在磁场中运动时，受到的力与磁场强度的关系是（）。
A. 正比C. 无关D. 一次方答案：A8. 电容器的电容与两极板之间的距离成（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案：B9. 根据楞次定律，当线圈中的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向是（）。
A. 增加磁通量B. 减少磁通量D. 增加或减少磁通量答案：B10. 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量变化率的关系是（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 一次方答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 电场中某点的电势为V，将单位正电荷从该点移到无穷远处，电场力做的功为________。
2. 两个点电荷q1和q2之间的静电力常数为k，它们之间的距离为r，则它们之间的静电力大小为________。
答案：k*q1*q2/r^23. 磁场中某点的磁感应强度为B，将单位电流元i放置在该点，电流元与磁场方向垂直时，受到的磁力大小为________。
答案：B*i4. 根据麦克斯韦方程组，变化的电场会产生________。
1. 写出非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式，并简要说明其物理意义。
2.答非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式为,,0,D B H J E B D t tρ∂∂∇⨯=+∇⨯=-∇⋅=∇⋅=∂∂，(3分)（表明了电磁场和它们的源之间的全部关系除了真实电流外，变化的电场（位移电流）也是磁场的源；除电荷外，变化的磁场也是电场的源。
1. 写出时变电磁场在1为理想导体与2为理想介质分界面时的边界条件。
2. 时变场的一般边界条件 2n D σ=、20t E =、2t s H J =、20n B =。
(或矢量式2n D σ=、20n E ⨯=、2s n H J ⨯=、20n B =)1. 写出矢量位、动态矢量位与动态标量位的表达式,并简要说明库仑规范与洛仑兹规范的意义。
2. 答矢量位,0B A A =∇⨯∇⋅=；动态矢量位A E t ϕ∂=-∇-∂或AE tϕ∂+=-∇∂。
库仑规范与洛仑兹规范的作用都是限制A 的散度，从而使A 的取值具有唯一性；库仑规范用在静态场，洛仑兹规范用在时变场。
1. 简述穿过闭合曲面的通量及其物理定义 2.sA ds φ=⋅⎰⎰ 是矢量A 穿过闭合曲面S 的通量或发散量。
若Ф> 0，流出S 面的通量大于流入的通量，即通量由S 面内向外扩散，说明S 面内有正源若Ф< 0，则流入S 面的通量大于流出的通量，即通量向S 面内汇集，说明S 面内有负源。
若Ф=0，则流入S 面的通量等于流出的通量，说明S 面内无源。
1. 证明位置矢量x y z r e x e y e z =++ 的散度，并由此说明矢量场的散度与坐标的选择无关。
2. 证明在直角坐标系里计算 ，则有()()xy z x y z r r e e e e x e y e z x y z ⎛⎫∂∂∂∇⋅=++⋅++ ⎪∂∂∂⎝⎭3x y z x y z∂∂∂=++=∂∂∂ 若在球坐标系里计算，则 232211()()()3r r r r r r r r r∂∂∇⋅===∂∂由此说明了矢量场的散度与坐标的选择无关。
电磁场理论习题及答案电磁场理论是电磁学的基础，它描述了电荷和电流产生的电磁场在空间中的分布和演化规律。
在学习电磁场理论时，习题是巩固和深化理解的重要方式。
本文将介绍一些电磁场理论的习题及其答案，帮助读者更好地掌握这一理论。
一、电场和电势1. 问题：一个均匀带电球体，半径为R，总电荷为Q。
求球心处的电场强度。
答案：根据库仑定律，电场强度E与电荷Q和距离r的关系为E = kQ/r^2，其中k为库仑常数。
对于球体内部的点，距离球心的距离r小于半径R，所以电场强度为E = kQ/r^2。
对于球体外部的点，距离球心的距离r大于半径R，所以电场强度为E = kQ/R^3 * r。
2. 问题：一个无限长的均匀带电线，线密度为λ。
求距离线上一点距离为r处的电势。
答案：根据电势公式V = kλ/r，其中k为库仑常数。
所以距离线上一点距离为r处的电势为V = kλ/r。
二、磁场和磁感应强度1. 问题：一根无限长的直导线，电流为I。
求距离导线距离为r处的磁感应强度。
答案：根据安培环路定理，磁感应强度B与电流I和距离r的关系为B =μ0I/2πr，其中μ0为真空中的磁导率。
所以距离导线距离为r处的磁感应强度为B = μ0I/2πr。
2. 问题：一根长为L的直导线，电流为I。
求距离导线距离为r处的磁场强度。
答案：根据比奥萨伐尔定律，磁场强度H与电流I和距离r的关系为H = I/2πr。
所以距离导线距离为r处的磁场强度为H = I/2πr。
三、电磁场的相互作用1. 问题：一个半径为R的导体球，带电量为Q。
求导体球表面的电荷密度。
答案：导体球表面的电荷密度σ等于导体球上的电荷总量Q除以导体球表面的面积A。
导体球表面的面积A等于球的表面积4πR^2。
所以导体球表面的电荷密度为σ = Q/4πR^2。
2. 问题：一个平行板电容器，两个平行金属板之间的距离为d，电介质的介电常数为ε。
一块电介质板插入到电容器中间，使得电容器的电容增加了n倍。
电磁场与波复习题一、简答题：1、 静电场的基本方程（积分形式，微分形式）。
2、 恒定磁场的基本方程（积分形式，微分形式）。
3、 无外源区域中恒定电流场的基本方程（积分形式，微分形式）。
4、 麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式。
5、 齐次波动方程。
6、 什么是传导电流？7、 什么是运流电流？8、 简述三类边值问题。
9、 简述镜像法的依据、实质和关键。
10、什么是唯一性定理？ 11、什么是色散？12、什么是电磁波的极化？13、写出时变电磁场中的能量定理方程，并简述其物理意义。
14、简述分离变量法求解静态场的定解问题的一般步骤。
15、判断下面电磁波的传播方向和极化方式？a 、 00cos()cos()x y E t z E t z ωβωβ=-+-E e e 答：线极化，+z 方向b 、 )sin()sin(00z t E e z t E e E y x βωβω-+-= 答：线极化，+z 方向c 、 )cos()sin(00z t E e z t E e E y x βωβω-+-= 答：左旋圆极化，+z 方向d 、 0()j zx y j E eβ-=-E e e答：右旋圆极化，+z 方向e 、 00sin()cos()44x y E t z E t z ππωβωβ=-++--E e e答：线极化，+z 方向 f 、 0()j xy z E e β-=+E e e答：线极化，+x 方向 g 、 0()jk zx y j E e-=-+E e e答：右旋圆极化，+z 方向 h 、 3cos()4sin()44y z t x t x ππωβωβ=--+-+E e e答：线极化，+x 方向二、证明推导题1. 证明0=∇⨯∇u2. 证明0)(=⨯∇⋅∇A0)()()()]()()([)()]()[()()(=∂∂-∂∂∂∂+∂∂-∂∂∂∂+∂∂-∂∂∂∂=∂∂-∂∂+∂∂-∂∂+∂∂-∂∂⋅∂∂+∂∂+∂∂=++⨯∂∂+∂∂+∂∂⋅∂∂+∂∂+∂∂=⨯∇⋅∇yA x A z x A z A y z A y A x y A x A e x A z A e z A y A e z e y e x e A e A e A e ze y e x e z e y e x e A x y z x y z x y z z x y y z x z y x z z y y x x z y x z y x3. 有人将一般时变场的场方程写成：∇⨯=H J t∂∇⨯=-∂B E 0=⋅∇B 0∇⋅=D你认为他写得对不对？如有错，请在错的式子旁边打叉，并写出正确的方程和名称。
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。
电磁场与无线技术基础知识单选题100道及答案解析1. 在静电场中，电场强度的环流恒等于（）A. 1B. 0C. 电场强度的大小D. 不确定答案：B解析：静电场是保守场，电场强度的环流恒等于0。
2. 真空中的介电常数为（）A. 8.85×10⁻¹²F/mB. 4π×10⁻⁷H/mC. 1.26×10⁻⁶H/mD. 无法确定答案：A解析：真空中的介电常数约为8.85×10⁻¹²F/m 。
3. 磁场强度沿闭合路径的线积分等于（）A. 穿过该闭合路径所围面积的电流代数和B. 0C. 该闭合路径所围面积的磁通量D. 不确定答案：A解析：这是安培环路定理的内容。
4. 电磁波在真空中的传播速度为（）A. 3×10⁵km/sB. 3×10⁸m/sC. 3×10⁶m/sD. 3×10⁷m/s答案：B解析：电磁波在真空中的传播速度约为3×10⁸m/s 。
5. 对于均匀平面波，电场和磁场的相位关系是（）A. 同相B. 反相C. 相差90°D. 不确定答案：C解析：均匀平面波中电场和磁场的相位相差90°。
6. 能流密度矢量的方向与（）的方向相同。
A. 电场强度B. 磁场强度C. 波的传播方向D. 无法确定答案：C解析：能流密度矢量（坡印廷矢量）的方向与波的传播方向相同。
7. 电位移矢量D 与电场强度E 的关系为（）A. D = εEB. D = ε₀EC. D = ε₀εᵣED. 不确定答案：C解析：电位移矢量D = ε₀εᵣE ，其中εᵣ为相对介电常数。
8. 磁通量的单位是（）A. 特斯拉（T）B. 韦伯（Wb）C. 安培（A）D. 伏特（V）答案：B解析：磁通量的单位是韦伯（Wb）。
9. 法拉第电磁感应定律中，感应电动势的大小与（）成正比。
A. 磁通量的变化率B. 磁通量C. 磁场强度D. 电流强度答案：A解析：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
电磁场理论习题及答案_百度⽂库习题5.1 设的半空间充满磁导率为的均匀介质，的半空间为真空，今有线电流沿z轴⽅向流动，求磁感应强度和磁化电流分布。
5.2 半径为a的⽆限长圆柱导体上有恒定电流J均匀分布于截⾯上，试解⽮势A 的微分⽅程，设导体的磁导率为，导体外的磁导率为。
5.3 设⽆限长圆柱体内电流分布，求⽮量磁位A和磁感应B。
5.4载有电流的细导线，右侧为半径的半圆弧，上下导线相互平⾏，并近似为向左侧延伸⾄⽆穷远。
试求圆弧中⼼点处的磁感应强度。
5.5 两根⽆限长直导线，布置于处，并与z轴平⾏，分别通过电流I 及，求空间任意⼀点处的磁感应强度B。
5.6 半径的磁介质球，具有磁化强度为求磁化电流和磁荷。
5.7已知两个相互平⾏，相隔距离为d，共轴圆线圈，其中⼀个线圈的半径为，另⼀个线圈的半径为b，试求两线圈之间的互感系数。
5.8 两平⾏⽆限长直线电流I1和I2，相距为d，求每根导线单位长度受到的安培⼒Fm。
5.9 ⼀个薄铁圆盘，半径为a，厚度为，如题5.9图所⽰。
在平⾏于z轴⽅向均匀磁化，磁化强度为M。
试求沿圆铁盘轴线上、铁盘内、外的磁感应强度和磁场强度。
均匀磁化的⽆限⼤导磁媒质的磁导率为，磁感应强度为B，若在该媒质内有两个空腔，，空腔1形状为⼀薄盘，空腔2像⼀长针，腔内都充有空⽓。
试求两空腔中⼼处磁场强度的⽐值。
5.11 两个⽆限⼤且平⾏的等磁位⾯D、N，相距h，，。
其间充以两种不同的导磁媒质，其磁导率分别为，，分界⾯与等磁位⾯垂直，求媒质分界⾯单位⾯积受⼒的⼤⼩和⽅向。
题5.11图5.12 长直导线附近有⼀矩形回路，回路与导线不共⾯，如题5.12图所⽰。
证明：直导线与矩形回路间的互感为题5.12图5.13 ⼀环形螺线管的平均半径，其圆形截⾯的半径，铁芯的相对磁导率，环上绕匝线圈，通过电流。
（1）计算螺线管的电感；（2）在铁芯上开⼀个的空⽓隙，再计算电感（假设开⼝后铁芯的不变）；（3）求空⽓隙和铁芯内的磁场能量的⽐值。
第1~2章 矢量分析 宏观电磁现象的基本规律1. 设：直角坐标系中,标量场zx yz xy u ++=的梯度为A,则M （1，1，1）处 A = ,=⨯∇A 0 。
2. 已知矢量场xz e xy e z y e A z y x ˆ4ˆ)(ˆ2+++= ，则在M(1，1，1)处=⋅∇A 9 。
3. 亥姆霍兹定理指出，若唯一地确定一个矢量场（场量为A），则必须同时给定该场矢量的 旋度 及 散度 。
4. 写出线性和各项同性介质中场量D 、E 、B 、H、J 所满足的方程（结构方程）: 。
5. 电流连续性方程的微分和积分形式分别为 和 .6. 设理想导体的表面A 的电场强度为E 、磁场强度为B，则(a ）E 、B皆与A 垂直。
(b)E 与A 垂直,B与A 平行。
(c ）E 与A 平行，B与A 垂直.(d ）E 、B 皆与A 平行。
答案：B7. 两种不同的理想介质的交界面上，(A)1212 , E E H H == （B)1212 , n n n n E E H H == (C ） 1212 , t t t t E E H H == (D) 1212 , t t n n E E H H ==答案：C8. 设自由真空区域电场强度(V/m) )sin(ˆ0βz ωt E eE y -=，其中0E 、ω、β为常数。
则ˆˆˆ222x y z e e e ++A⋅∇A ⨯∇EJ H B E D σ=μ=ε= , ,t q S d J S∂∂-=⋅⎰ tJ ∂ρ∂-=⋅∇空间位移电流密度d J（A/m 2）为:（a ） )cos(ˆ0βz ωt E ey - （b ） )cos(ˆ0βz ωt ωE e y -（c ） )cos(ˆ00βz ωt E ωey -ε （d ） )cos(ˆ0βz ωt βE e y -- 答案：C 9. 已知无限大空间的相对介电常数为4=εr ,电场强度(V/m) 2cos ˆ0dxeE x πρ= ，其中0ρ、d 为常数。
则d x =处电荷体密度ρ为:（a ）d 04πρ-(b ）d 004ρπε- (c ）d 02πρ- (d ）d02ρπε- 答案：d 10. 已知半径为R 0球面内外为真空，电场强度分布为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>θ+θ<θ+θ-=θθ )R ( )sin ˆcos 2ˆ()R ( )sin ˆcos ˆ(20300r e e rB r e e R E r r求（1）常数B ；（2）球面上的面电荷密度；（3）球面内外的体电荷密度.Sol 。
（1) 球面上由边界条件 t t E E 21=得:sin sin 2300θ=θR BR 202R B =→(2）由边界条件s n n D D ρ=-21得：θε=-ε=-ε=ρcos 6)()(0210210R E E E E r r n n s （3)由ρ=⋅∇D得：⎩⎨⎧><=θ∂θ∂θε+∂∂ε=⋅∇ε=ρθ )R (0)R (0)sin (sin 1)(10002200r r E r r E r r E r即空间电荷只分布在球面上。
11. 已知半径为R 0、磁导率为μ 的球体，其内外磁场强度分布为⎪⎩⎪⎨⎧>θ+θ<θ-θ=θθ )R ( )sin ˆcos 2ˆ(A)R ( )sin ˆcos ˆ(2030r e e rr e e H r r且球外为真空。
求(1）常数A ；（2)球面上的面电流密度J S 大小。
Sol. 球面上(r =R 0)：r H 为法向分量；θH 为法向分量 （1）球面上由边界条件n n B B 21=得：r r H H 201μ=μ300R A μμ=→ （2）球面上由边界条件s t t J H H =-21得θμμ+-=-==θθsin )2(|)(0210R r s H H J第3章 静电场及其边值问题的解法1. 静电场中电位φ 与电场强度E的关系为 ；在两种不同的电介质（介电常数分别为1ε和2ε）的分界面上,电位满足的边界条件为 .2. 设无限大真空区域自由电荷体密度为ρ，则静电场：=⨯∇E0 ，E⋅∇= -ρ / ε0 。
3. 电位φ 和电场强度E 满足的泊松方程分别为 、 .4. 介电常数为ε 的线性、各向同性的媒质中的静电场储能密度为 .5. 对于两种不同电介质的分界面，电场强度的 切向 分量及电位移的 法向 分量总是连续的.6. 如图，1E 、2E分别为两种电介质内静电场在界面上的电场强度,ε2 = 3ε1 ，θ1 = 30°，则θ2 = 60° ，=||||21E E.7. 理想导体与电介质的界面上，表面自由电荷面密度s ρ与电位沿其法向的方向导数n∂φ∂的关系为 。
8. 如图，两块位于x = 0 和 x = d 处无限大导体平板的电位分别为0、U 0,其内部充满体密度ρ = ρ0 (1- e x -d ) 的电荷（设内部介电常数为ε0）。
（1）利用直接积分法计算0 < x < d区域的电位φ 及电场强度E;（2）x = 0处导体平板的表面电荷密度。
Sol. 为一维边值问题:)(x φ=φ1θ2θ1E 2E 1ε2εE φ=-∇121212 n n φφφφεε∂∂==∂∂；2ρφε∇=-2 E ρε∇∇=2E 21ε=m w 3s n ρ-=∂φ∂ε1=φ02U =φoxd)1(d d 00222d xe x--ερ-=φ⇒ερ-=φ∇边界条件:0)0(==φx , 0)(U d x ==φ（1)直接积分得：x e d d d U e x e x d d d x )]1([)2()(2000200---+-ερ-++-ερ=φ)]1()([ˆˆ)(200000d d x x x e d dd U xe e dx d e x E --+-ερ-+-ερ-=φ-=φ-∇= （2）由s nρ-=∂φ∂ε得：00000)(==ε=∂φ∂ε-=∂φ∂ε-=ρx x s x E x n)]11(1[20000de d d d U d -+--ρερ-=-9. 如图所示横截面为矩形的无限长直导体槽，内填空气。
已知侧壁和底面的电位为零,而顶盖的电位为V 0 。
写出导体槽内电位所满足的微分方程及其边界条件，并利用直角坐标系分离变量法求出该导体槽内的电位分布。
Sol 。
（略）见教材第82页例3.6。
110. 如图所示,在由无限大平面和突起的半球构成的接地导体上方距离平面为d 处有一个点电荷q 0 。
利用镜像法求z 轴上z 〉 a 各点的电位分布。
Sol. 空间电荷对导体表面上部空间场分布的影响等效于：无限大接地导体平面 + 接地导体球边界条件:0=φ=φ球面平面使0=φ平面，引入镜像电荷:0,q q d z -='-='使0=φ球面,引入镜像电荷：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=''-=-='-=-==022220121||,||,q d a q z a q d a z a z q d a q d a z z 轴上z 〉 a 各点的电位：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+'+-+-+-πε=φd z q z z q z z q d z q 221100||41⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----πε=d z a d z a d z q 12||14422300zd xq o az 'q '2z 1z 1q 2q11. 已知接地导体球半径为R 0 ，在x 轴上关于原点（球心)对称放置等量异号电荷+q 、—q ，位置如图所示。
利用镜像法求(1)镜像电荷的位置及电量大小；(2）球外空间电位；（3)x 轴上x 〉2R 0各点的电场强度。
Sol 。
(1) 引入两个镜像电荷： 22001q q R R q -=-=，2200201R R R x ==2)(2002qq R R q =--=，2200202R R R x -=-=(2）=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'-++πε=φR q R q R q R q z y x 2211041),,(（略）2220)2(z y R x R ++-=, 22201)2/(z y R x R ++-=22202)2/(z y R x R +++=，2220)2(z y R x R +++='（3）x 轴上x 〉2R 0各点的电场强度:⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++--+-=20202020)2()2/(2/)2/(2/)2(ˆR x qR x q R x q R x q e E x 12. 如图所示，两块半无限大相互垂直的接地导体平面,在其平分线上放置一点电荷q ，求（1）各镜像电荷的位置及电量；（2)两块导体间的电位分布。
Sol 。
（1）01q q -=,)0 ,0 ,(a - 02q q +=，)0 , ,0(a -03q q -=，)0 ,0 ,(a（2）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++πε=φ33221100041),,(R q R q R q R q z y x=（略）其中:2220)(z a y x R +-+= 2221)(z y a x R +++= 2222)(z a y x R +++=2223)(z y a x R ++-=o q+q-xR 0R 0R 1q 1x 2x 2q yx0q 45 ()0,,0P a451q 2q 3q )0 ,,0(a -)0 ,0 ,(a -)0 ,0 ,(a第4章 恒定电场与恒定磁场1. 线性和各项同性的均匀导电媒质内部电荷体密度等于 0 ，净余电荷只能分布在该导电媒质的 表面 上。
2. 线性和各项同性的均匀导电媒质中，=⋅∇J 0 ；=⋅∇D0 . 3. 在电导率不同的导电媒质分界面上，电场强度E和电流密度J 的边界条件为： 、 。
4. 在电导率为σ 的导电媒质中,功率损耗密度p c 与电场强度大小E 的关系为 。
5. 恒定磁场的矢量磁位A 与磁感应强度B的关系为 ；A 所满足的泊松方程为 。
6. 对线性和各项同性磁介质（磁导率设为μ )，恒定磁场（磁场强度大小为H ）的磁能密度=m w ，V 空间磁能W m = 。
7. 已知恒定电流分布空间的矢量磁位为：Cxyz e x y e y x e A z y x ˆˆˆ22++= ，C 为常数,且A 满足库仑规范.求（1）常数C ;（2)电流密度J ;(3）磁感应强度B。
（直角坐标系中：)(ˆ)(ˆ)(ˆya x a e x a z a e z a y a ea x y z z x y y z x ∂∂-∂∂+∂∂-∂∂+∂∂-∂∂=⨯∇） Sol. (1) 库仑规范:0=⋅∇A 4022-=⇒=++=∂∂+∂∂+∂∂⇒C Cxy xy xy z A y A x A zy x （2） 由J μA -=∇2，xyz e x y e y x eA z y x 4ˆˆˆ22-+= 得: ()x e y e z A y A x A A J y x 2ˆ2ˆ112222222+μ-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂μ-=μ∇-= (3) A B⨯∇=)(ˆ4ˆ4ˆ22x y e yz e xz ez y x -++-= 8. （P 。
