中南大学《电磁场与电磁波》考试试卷(2009级)

中南大学考试试卷2011--2012学年上学期期末考试试题时间100分钟电磁场与电磁波课程48学时3学分考试形式：闭卷专业年级：通信工程2009级总分100分，占总评成绩70%注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、填空(1-2题每空1分，其余每空2分，共25分)1.带电导体内静电场值为，从电位的角度来说，导体是一个，电荷分布在导体的。2.体积为V，介电常数为的介质中电荷分布为(r)，在空间形成电位和电场E和D，则空间的静电能量密度为，空间的总静电能量为。3.已知电位函数23xe，则电场强度E4、空气中的电场强度10cos(2-)xEetkz，则位移电流密度dJ=。5、已知恒定电流所产生的磁场强度为xyzHezexex，则该恒定电流的电流密度J。6.在介电常数为的无限大均匀介质中，有一平行于外电场E1的针形空腔，设空腔内的介质为空气，电场均匀分布，则空腔中的电通密度（电位移）D0____________7.区域１（参数为ε1=ε0、µ1=µ0、γ1=0）和区域2（参数为ε2=5ε0、µ2=20µ0、γ2=0）的分界面为Z=0的平面。已知区域1中的电场若区域2中的电场2cos(5)/xEeAwtzVm，则式中的A值必须取8.已知电磁波的电场强度为Eee()EExy00jejz，则该电磁波为极化波。9.介电常数和电导率分别为12,及12,的两种导电媒质的交界面，如已知媒质2中电流密度的法向分量为2nJ，其方向与分界面法线方向相同，由媒质1指向媒质2。则分界面上的电荷面密度s__________________。10.正弦电磁场(角频率为)的磁场强度复矢量()Hr满足的亥姆霍兹方程为______________。11.平行极化波由介质1斜入射到介质2（120），若10204,，入射角时发生全反射，若10203,，入射角时不存在反射波。二、选择填空题（每题2分，共12分）1.0)(12DDn成立的条件是在（）1[60cos(5)20cos(5)]/xEewtzwtzVmA．非导电媒质界面上；B．任何介质界面上；C．导电媒质界面上。2.已知某区域V中电场强度E满足0E，则一定有（）A.E为时变场B.E为静电场C.V中电荷均匀分布D.V中电荷处处为零3.用镜像法求解电场边值问题时,判断镜像电荷是否正确的根据是（）A.镜像电荷是否对称B.电位所满足的方程是否改变C.边界条件是否保持不变D.同时选择B和C4.导电媒质中的电磁波不具有（）性质(设媒质无限大).A.电场和磁场垂直B.振幅沿传播方向衰减C.电场和磁场同相D以平面波形式传播5.均匀平面波从空气中垂直入射到无损耗媒质（1002.25,,0）表面上，则电场反射系数为（）A.B.C.456.一半径为的圆柱形铁棒在均匀外磁场中磁化后，棒内的磁化强度为，则铁棒表面的磁化电流密度为（）A.0mzJMeB.0mJMeC.0mJMe三．简答题（14分）1.写出麦克斯韦方程组的微分形式，说明每个方程的物理含义（8）2.简述均匀导波系统中传播的电磁波的模式及特点。（6分）四．平行板电容器，极板间填充介电常数02的介质，其间有体电荷密度为0的电荷分布，尺寸坐标如图所示。忽略边缘效应。上下极板电位分别为U0和0伏。求：（12分）1）极板间的电场、电位分布2)极板上的自由面电荷分布s3）极化电荷分布五．如图所示，一无限长载流直导线与一长方形导线框在同一平面上，求直导线与导线框之间的互感Ｍ。（9分）六．无限长的矩形金属导体槽上有一极板，极板与金属槽绝缘，极板上电位为U0，金属槽接地，横截面如图所示，试用分离变量法计算此导体槽内的电位分布（10分）七．已知真空中平面波的电场强度为（9分）)43(πje)j534()(yxzyxeeerE试求：①波的传播方向、波矢量k②波的频率和波长；15913BzaM0ez00UABdz02ａｂｃc0000Udxy0③磁场强度H；八．一均匀平面波垂直入射到位于0z的理想导体平板上，已知电磁波电场强度的复数形式为：（9分）j0E()eekzxzE求：（1）反射波的电场；（2）判断反射波的极化方式；（3）总的磁场的瞬时表示式；（4）导体表面的感应电流。