电磁场期末考试参考答案B电信06
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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。
《电磁场》复习题一、填空题1. 在两种均匀导体的界面上,电流密度 j 的切线分量是否连续? ;电流密度 j 的法线分量是否连续? 。
2、某一矢量场,其旋度处处为零,则这个矢量场可以表示成某一标量函数的 形式3、两个同性电荷之间的作用力是 。
4、根据电磁波在波导中的传播特点,波导具有 滤波器的特点。
(HP ,LP ,BP 三选一)5、矢量z y x e e eA ˆˆˆ++= 的大小为 。
6、从场角度来讲,电流是电流密度矢量场的 。
7、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 。
8、电介质中的束缚电荷在外加 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。
9、法拉第电磁感应定律的微分形式为10、电场强度可表示为_ __的负梯度。
11、一个回路的自感为回路的_ _与回路电流之比。
12、电流连续性方程的积分形式为13、反映电磁场中能量守恒与转换规律的定理是14、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 。
15、电磁波从一种媒质入射到理想导体表面时,电磁波将发生 。
16、法拉第电磁感应定律的微分形式为17、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 。
18、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 。
19、从矢量场的整体而言,无散场的 不能处处为零。
二、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、图中所示曲线表示球对称或轴对称静电场的某一物理量随径向距离r 变化的关系,请指出该曲线可描述下面那方面内容(E 为电场强度的大小,U 为静电势) ( )A 、半径为R 的无限长均匀带电圆柱体电场的E-r 关系B 、半径为R 的无限长均匀带电圆柱面电场的E-r 关系C 、半径为R 的均匀带正电球体电场的U-r 关系D 、半径为R 的均匀带正电球面电场的U-r 关系3、导体在静电平衡下,其内部电场强度 ( )∞orA.为零B.为常数C.不为零D.不确定4、已知一高斯面所包围的体积内电量代数和0=∑i q ,则可肯定( )A 、高斯面上各点场强均为零B 、穿过整个高斯面的电通量为零C 、穿过高斯面上每一面元的电通量为零D 、以上说法都不对5、下列说法正确的是 ( )A 、 闭合曲面上各点场强为零时,面内必没有电荷B 、闭合曲面的电通量为零时,面上各点场强必为零C 、闭合曲面内总电量为零时,面上各点场强必为零D 、通过闭合曲面的电通量仅决定于面内电荷6、电位移矢量与电场强度之间的关系为( )A.0D E ε=B.0E D ε=C.D E σ=D.E D σ=7、导体在静电平衡下,其内部电场强度( )A.为常数B.为零C.不为零D.不确定8、矢量磁位的旋度是( )A.磁场强度B.电位移矢量C.磁感应强度D.电场强度9、平行板电容器极板间电介质有漏电时,则在其介质与空间分界面处( )A.E 连续B. D 连续C. J 的法线分量连续D. J 连续10、如图两同心的均匀带电球面,内球面半径为1R ,电量1Q ,外球面半径为2R ,电量2Q ,则在内球面内距离球心为r 处的P 点场强大小E 为( )A 、 2021r 4Q Q πε+B 、+πε2101R 4Q 2202R 4Q πε C 、201r4Q πε D 、0 三、简述题1、坡印廷定理2、试简述唯一性定理,并说明其意义3、位移电流的表达式,它的提出有何意义4、试推导静电场的泊松方程。
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________。
电磁学期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪项是电流的单位?A. 牛顿B. 库仑C. 安培D. 伏特答案:C2. 电磁波的传播速度在真空中是恒定的,其值是:A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 3.00 x 10^8 m/sD. 3.00 x 10^5 m/s答案:C3. 根据麦克斯韦方程组,以下哪项描述了电场与磁场之间的关系?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 欧姆定律D. 安培环路定理答案:B4. 一个点电荷在电场中受到的力与以下哪个因素无关?A. 电荷量B. 电场强度C. 电荷的正负D. 电荷的质量答案:D5. 以下哪个选项是描述磁场的基本物理量?A. 电势B. 磁通C. 磁感应强度D. 电场强度答案:C6. 一个闭合电路中的感应电动势与以下哪个因素有关?A. 磁场强度B. 导线长度C. 导线运动速度D. 所有以上因素答案:D7. 根据洛伦兹力定律,一个带电粒子在磁场中运动时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:D8. 电磁波的波长与频率的关系是: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:B9. 以下哪种材料最适合用于制作超导磁体?A. 铁B. 铜C. 铝D. 铌钛合金答案:D10. 电磁感应现象是由以下哪位科学家发现的?A. 牛顿B. 法拉第C. 麦克斯韦D. 欧姆答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 电磁波的传播不需要______。
答案:介质2. 电流通过导线时,导线周围会产生______。
答案:磁场3. 根据欧姆定律,电流I等于电压V除以电阻R,即I=______。
答案:V/R4. 电荷的定向移动形成了______。
答案:电流5. 电磁波的传播速度在真空中是______。
答案:3.00 x 10^8 m/s6. 电磁波的波长、频率和波速之间的关系是______。
莆田学院期末考试试卷 (B )卷2008 — 2009 学年第 一 学期课程名称: 电磁场 适用年级/专业: 06/电信 试卷类别 开卷( ) 闭卷(√) 学历层次 本科 考试用时 120分钟 《.考生..注意:答案要全部抄到答题纸上,做在试卷上不给分.......................》.一、填空题(每空3分,共30分)1.已知直角坐标系中点P1(-3,1,4),则P1的位置矢量为 ① 。
2.直角坐标系中单位矢量 ① , ② 。
3.数量场)ln(222z y x ++=ψ通过点P(1,2,3)的等值面方程为 ① 。
4.标量场xz z y y x z y x u 44),,(22-+=通过点P(0,1,1)的梯度为 ① 。
5.矢量场223z yz y x z y x ++=在点P(1,1,0)的散度为 ① 。
6.法拉第电磁感应定律的微分式是 ① ,其物理含义是: ② 。
7.一个无限长接地导体圆柱半径为a ,则位于其离圆柱轴线距离d 处的无限长直线电流l ρ的镜像电荷带电量为 ① ,位置位于 ② 。
二、简答题(每小题6分,共18分)1.写出介质中恒定磁场的基本方程;2试说明介质的极化过程;3.写出无耗媒质中的波动方程。
三、计算题1.求函数xyz z xy u -+=22在点(1,1,2)处沿方向角343πγπβπα===、、的方向导数。
(8分)2.假设在半径为a 的球体内均匀分布着密度为ρ0的电荷,试求任意点的电场强度。
(10分)3.设同轴线的内导体半径为a , 外导体的内半径为b ,内、 外导体间填充电导率为σ的导电媒质,求同轴线单位长度的漏电电导。
(8分)=⋅xx a a y y a4.半径为a 、高为L 的磁化介质柱(如图 3 -15 所示),磁化强度为M 0(M 0为常矢量,且与圆柱的轴线平行),求磁化电流和磁化面电流 。
5. 已知一沿z 方向无穷长槽体,顶部y=b 处的 电位为V 0,其余各壁y=0,,x=0,x=a 处的电位为0,槽内电位满足02=∇φ,求槽内电位?=φ(18分)m J ms J。
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. 电场强度的定义式为E=______。
A. F/qB. q/FC. F*qD. F/q^2答案:A2. 电场中某点的电势为零,该点的电场强度一定为零。
(判断对错)A. 对B. 错答案:B3. 电场线与等势面的关系是______。
A. 垂直B. 平行C. 重合D. 相交答案:A4. 电容器的电容与两极板间的距离成反比,与两极板的面积成正比。
(判断对错)A. 对B. 错答案:B5. 电容器充电后断开电源,其电量Q和电压U将如何变化?A. Q增大,U不变B. Q不变,U增大C. Q不变,U减小D. Q减小,U增大答案:B6. 根据安培环路定理,磁场强度B沿闭合回路的线积分等于该回路所包围的总电流的______倍。
A. μ0B. 1/μ0C. μ0ε0D. 1/μ0ε0答案:A7. 磁感应强度B的方向与电流I的方向的关系是______。
A. 垂直B. 平行C. 重合D. 相反答案:A8. 根据右手定则,当电流I沿正z轴方向时,磁场B的方向是______。
A. 正x轴B. 正y轴C. 负x轴D. 负y轴答案:B9. 磁通量Φ的单位是______。
A. TB. WbC. JD. N答案:B10. 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势ε与磁通量变化率dΦ/dt的关系是______。
A. ε=-dΦ/dtB. ε=dΦ/dtC. ε=-μ0dΦ/dtD. ε=μ0dΦ/dt答案:B二、填空题(每题2分,共20分)11. 电场强度的定义式为E=______,其中F是试探电荷所受的电场力,q是试探电荷的电量。
答案:F/q12. 电场强度的方向是______,电势的方向是______。
答案:正电荷受力的方向;电势降低的方向13. 电容器的电容C与两极板间的距离d和两极板的面积A的关系为C=______。
答案:εA/d14. 电容器的储能公式为W=______。
电子科技大学二零零 5 至二零零 6 学年第 2 学期期 末 考试电磁场与波 课程考试题 A 卷 ( 120 分钟) 考试形式: 闭卷 考试日期 200 6 年 7 月 6 日课程成绩构成:平时 分, 期中 分, 实验 分, 期末 分一. 填空题(每空1分,共30分)1. 对于时谐电磁场,麦克斯韦第一方程的复数形式H ∇⨯= J j D ω→→+ ,其物理意义是 电流和变化的电场是磁场的源 ;第二方程的复数形式E ∇⨯= j B ω→- ,其物理意义是 变化的磁场是电场的源 。
对于静态电磁场,这两个方程分别为H ∇⨯=J →、 E ∇⨯= 0 ,它们是各自独立的。
2. 时变电磁场中引入矢量位A ,场量B = A →∇⨯ 。
3. 线性和各向同性媒质的本构关系是 ;;D E B H J E εμσ→→→→→→=== 。
4. 瞬时能流密度矢量(或瞬时坡印廷矢量)(,)S r t = E H →→⨯ ,其物理意义是 单位时间内流过与传播方向垂直的单位面积的电磁能量 。
5. 镜像法的理论根据是 唯一性定理 。
6.均匀平面波在自由空间(参数为70091/,410/,04910F m H m εμπσπ-==⨯=⨯⨯)的频率 f 0=100MH Z 、波长0λ=3m 、相速80310/v m s =⨯,当其在介电常数04εε=的电介质中传播时,频率f = 100MHz ,波长λ= 1.5m ,相速v = 1.5×108m/s 。
7. 均匀平面波在导电媒质中传播时,电场和磁场的振幅将按指数规律 衰减 ,电场和磁场的相位 不同 ,波阻抗为 复数;相速不仅与媒质参数有关,还与 频率 有关,这种现象称为 色散 。
8. 临界角c θ=,产生全反射的条件是 12()i c θθεε≥> 。
9. 布儒斯特角b θ=,产生全透射的条件是 i b θθ=且平行极化 。
10. 横截面尺寸为a ×b 的矩阵波导中能传输 TE 波和 TM 波,其截止频率c f =f >fc 时,这两种波才能传输。
电磁场期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 麦克斯韦方程组包括以下哪四个方程?A. 高斯定律B. 法拉第电磁感应定律C. 安培环路定律D. 所有上述选项答案:D2. 电磁波在真空中传播的速度是多少?A. 299792458 m/sB. 300000000 m/sC. 3×10^8 m/sD. 3×10^5 km/s答案:C3. 以下哪个不是电磁波的类型?A. 无线电波B. 微波C. 光波D. 声波答案:D4. 电磁波的频率和波长之间有什么关系?A. 频率与波长成反比B. 频率与波长相等C. 频率与波长成正比D. 没有关系答案:A5. 什么是电磁感应?A. 电流通过导线产生磁场B. 磁场变化产生电流C. 电流变化产生磁场D. 磁场变化产生电压答案:B6. 以下哪个不是电磁场的基本性质?A. 能量守恒B. 动量守恒C. 电荷守恒D. 质量守恒答案:D7. 什么是洛伦兹力?A. 电荷在电场中受到的力B. 电荷在磁场中受到的力C. 电荷在电场和磁场中受到的合力D. 电荷在磁场中受到的力,与电荷速度成正比答案:C8. 电磁波的偏振是指什么?A. 电磁波的传播方向B. 电磁波的振动方向C. 电磁波的频率D. 电磁波的波长答案:B9. 什么是电磁波的反射?A. 电磁波在不同介质界面上部分能量返回原介质的现象B. 电磁波在不同介质界面上全部能量返回原介质的现象C. 电磁波在不同介质界面上部分能量进入新介质的现象D. 电磁波在不同介质界面上全部能量进入新介质的现象答案:A10. 什么是电磁波的折射?A. 电磁波在不同介质界面上传播方向的改变B. 电磁波在不同介质界面上频率的改变C. 电磁波在不同介质界面上波长的改变D. 电磁波在不同介质界面上振幅的改变答案:A二、填空题(每空2分,共20分)11. 根据法拉第电磁感应定律,当磁通量变化时,会在闭合电路中产生_______。
答案:感应电动势12. 麦克斯韦方程组中,描述电场与电荷关系的方程是_______。
莆田学院期末考试参考答案及评分标准
2008 — 2009 学年第 一 学期 (B )卷
课程名称: 电磁场 适用年级/专业: 06/电信 试卷类别 开卷( )闭卷(√) 学历层次 本科 考试用时 120 分钟 一、填空题(每空3分,共30分) 1. ①z y x 43++- 2. ① 1 ② 0
3. ① 4.①y 2 5.① 2
6.① ;② 变化的磁场能够激发电场 (或类似描述)
7.①l ρ- ② 位于线电荷与圆柱轴线的连线上,且距轴心距离为d a 2
二、简答题(每小题6分,共18分) 1.答:介质恒定磁场的基本方程
2.答:介质的极化过程
未加电场时,
由于分子热运动,不同电偶极子的偶极距的方向不规则,宏观上说,所有分子的等效电偶极距的矢量和为零,对外不成电性;-----2分
外加电场作用下,各分子电距发生转向,均沿外加电场方向,对外呈电性;---2分 极化的结果是在电介质的内部和表面形成极化电荷。
---2分 3.答:一般的波动方程为
142
22=++z y x 或
---------2分 ---------2分 ---------2分
t
E ∂∂=⨯∇J H B μ==⨯∇=⋅∇(有旋)(无源)0⎰⎰⎰=⋅=⋅=⋅S
C
S I
d l d d 0
2∂E
三、计算题
1.(8分)
解:由题得,方向余弦为{}⎭⎬⎫⎩
⎨⎧=21,22,21cos ,cos ,cos γβα
再由方向导数的计算公式 得
2.(10分)
解:球体上电荷分布是球对称的, 仅有径向分量Er ,且具有球对称性质,作一
个与带电体同心、半径为r 的球面,应用高斯定理的积分式 得 当r >a 时, 即
当r <a 时, 即
当r >a 时, 当r <a 时,
3.(8分)
解:媒质内的漏电电流沿径向从内导体流向外导体, 设沿轴向方向单位长度(L =1)
---------3分
--------2分 ----2分 0
222
=∂∂-∇t
H
μεγβαcos cos cos 0
z
u
y u x u l
u
P ∂∂+∂∂+∂∂=
∂∂2
2
1
)1122(22)21112(21)211(cos )2(cos )2(cos )(22)
2,1,1(=⨯-⨯+⨯-⨯⨯+⨯-=-+-+-=∂∂γ
βαxy z xz xy yz y l
u
---------2分
---------3分 ---------3分
⎰
=⋅S
Q
d 0
ε3002
344a r E r περπ=故 )(32
03
0αερ>=r r
a E r 3002344r r E r
περπ=)(30
0αερ<=
r r
E r )(32
03
0αερ>=r r a a r )(30
0αερ<=r r a E r -------2分
r
a dr r a dr E r
r r 03
0203033ερερϕ===⎰⎰∞
∞⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-=+=⎰⎰
∞
332200r a dr E dr E a
r
a
r r ερϕ-------2分
-------2分
从内导体流向外导体的漏电电流为I ,则媒质内任一点的电流密度和电场为
内、外导体间的电压为 单位长度的漏电电导为
4.(8分)
解:取圆柱坐标系的z 轴和磁介质柱的中轴线重合, 磁介质的下底面位于z =0处,上底面位于z =L 处。
此时,
,由式(3 -52)得磁化电流为 在界面z =0上,
在界面z =L 上,
在界面r =a 上, 5.(18分)
解:因为槽沿z 方向无限长,故电位函数与z 无关,只是x 、y 的函数,即φ=φ(x, y )。
在直角坐标系中,电位函数φ(x, y )的拉普拉斯方程为
边界条件为:
令 ,则由分离变量法得到以下三个方程
若
为实数,则 一定为虚数,否则反之。
)
0,0(022222
b y a x y x <<<<=∂∂+∂∂=∇φφφ,00,0=≤≤=b
y x φ-① ,00,0=≤≤=a
x y φ
-③ 00,=≤≤=b
y a x φ-② 00,U a
x b y =≤≤=φ
-④
)()(),(x g x f y x =φ2221x k dx f d f -=2
2
21y
k dy
g d g -=022=+y x k k x k y k ---------2分
---------4分
---------2分
---------3分
--------3分
---------2分
r
r e r I
E e r
I J πσπ221
=
=
=
=a
b I Edr U b
a ln
2⎰==πσ
a
b
U I G ln 2πσ==
---------2分
z e M M 0=0
)(0=⨯∇=⨯∇=z m e M M J z
e
-=0)(0=-⨯=⨯=z z mS e e M n M J z e n =0
0=⨯=⨯=z z mS e e M n M J r e =φ
e M e e M n M J r z mS 00=⨯=⨯=---------2分
---------2分 ---------2分
令 为实数,则 利用边界条件①,得 故
再利用边界条件②,得
故
即kxa =n π或k x=n π/a (n =1, 2, 3, …),则
又 ,故 利用边界条件③,得 故
对不同的n 对应的φ进行叠加,可得到电位函数的通解为: 由边界条件④,得
左右两边同乘以sin(m πx /a ), 并在区间(0,a )积分,有
所以
则待求区域的电位为
x k x
k A x k A x f x x cos sin )(21+=0
)0(2==A f x
k A x f x sin )(1=0
sin )(1==a k A a f x 0sin =a k x x a
n A x f πsin
)(1=222)(a
n j k k x
y
π=-=y a n B y a n B y g ππcosh sinh )(21+=0
)0(2==B g y k B y g y sinh )(1=⎪⎭
⎫
⎝⎛⎪⎭⎫
⎝⎛==∑∞
=y a n x a n B A y g x f y x n n n n n ππφsinh sin )()(),(1
⎪⎭
⎫
⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛==∑∞
=b a
n x a n D U b x n n π
π
φsinh sin ),(1
0⎪
⎭⎫
⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑∞
=x a n b a n D U n n ππsin sinh 1
0dx a x m a x n C dx a x m U a n a
⎪⎭⎫
⎝⎛⎪⎭⎫
⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎰⎰πππsin sin sin 0002sin sin 0200a C dx a x n C dx a x n U n a n a
=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎰⎰ππ)cos 1(2sin 2000πππn n U dx a x n a U C a n -=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰⎪⎩⎪⎨⎧
=πn U 0
40n =1, 3, 5, … n =2, 4, 6, … ⎪
⎭
⎫
⎝⎛=a b n n U D n ππsinh 40
=n D n =1, 3, 5, …
n =2, 4, 6, … ⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭
⎫ ⎝⎛=∑∞=a x n a y n a b n n U y x n ππππϕsin sinh sinh 14),(,3,10 ---------2分
---------2分 ---------2分
---------2分 ---------2分。