电磁场及电磁波模拟题..doc

电磁场及电磁波模拟题 第一套 一.简述(30分) 波的极化现象及其分类 导体－空气边界条件 由静电场基本方程说明静电场分布的形态和场源关系 正弦均匀平面波在理想介质中的传播特点 媒质的分类 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r0，环的横截面为矩形，尺寸为d×h，且ah，线圈匝数为N，通以电流I，求环中的、和。(15分) 四.已知自由空间中，试判断此电磁波的传播方向、计算其的量值和相速。（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，式中为常数，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： 一、波的极化现象及其分类 电场的变化，线极化、圆极化、椭圆极化 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 ,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 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、；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r0，环的横截面为矩形，尺寸为d×h，且ah，线圈匝数为N，通以电流I，求环中的、和。(15分) 三、， 四.已知自由空间中，试判断此电磁波的传播方向、计算其的量值和相速。（15分） 四、Z方向，， 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，式中为常数，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） 五、； 验证，故满足边界条件； z=0处，， z=d处， 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） 六、反射和折射，； 第二套 一、 波的色散失真现象及其原因 不同频率的波相速不同，导致波包失真 2坡印廷矢量及坡印廷定理 2、,坡印廷矢量流入闭合面的通量等于闭合面内电磁能量的增加率和焦耳损耗功率 3由恒定磁场基本方程说明恒定磁场分布的形态和场源关系 ；涡旋场，电流激发 4正弦均匀平面波在有耗媒质中的传播特点 4、TEM；不同相；振幅衰减；电场磁场振幅之比为本征阻抗，只与媒质有关，为复数；电场能量密度小于磁场能量密度 5达朗贝方程及其物理意义 ；电磁场由电流源和电荷源激发产生 6极化滤除效应及其产生的条件 6、任意极化波以布儒斯特角入射时，反射波中只有垂直极化波的现象 二、写出非限定积分形式的麦克斯韦方程组，阐明其物理意义。(15分) ；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、已知园环形铁芯内半径为a，中心轴线半径为r0，环的横截面为矩形，尺寸为d×h，且ah，μμ0,线圈匝数为N，通以电流I，求环中的、和线圈的L。(15分) ，， 四、已知自由空间中，试判断此电磁波的传播方向、计算其的量值和相速。（15分） X方向，， 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，式中为常数，求： （1）波的磁场分量；（2）求两导体表面的面电荷和面电流分布。（15分） 解： ； z=0处，， z=d处， 六、电磁波垂直入射到理想介质表面时，会产生哪些物理效应？其传输系数和反射系数为多少？传输系数和反射系数有何关系？（10） 解： 反射和折射，； 第三套 一、1、试写出向方向传播的、方向极化的均匀正弦平面波的波函数。 1. 2、有一方向极化的均匀正弦平面波向方向传播，写出正弦电磁波满足的波动方程并说明电磁波的相速度与哪些因素有关。 2. 理想介质中 ；导电媒质中还和频率有关 3、坡印廷定理的数学表达式为： 试说明电磁波在空间中传播过程中的能量转换与能量守恒关系。 3.空间中任意闭合面限定的体积中，坡印廷矢量单位流入该体积边