电磁场试题含答案

一、基本概念；1．指出下列变量的单位：电场强度N/C、磁场强度A/m、坡印廷向量J/(m2.s）、电位V、极化强度C/m、电通量密度V/m、磁化强度A/m、电感H、能量密度J/m3、介电常数F/m、传播常数m-1、电偶极矩D、导纳S2．解释名词：散度、旋度、电场强度、传导电流、运流电流、位移电流、电位、梯度、电偶极子、磁偶极子、束缚电荷、束缚电流、极化强度、磁化强度、电容、电感、互感、能量密度、恒定电场、等位面、漏电流、铁磁物质、磁通、平面波、均匀平面波、坡印廷向量、理想导体、理想介质3．主要内容：电场、磁场边界条件；电场与电位的关系；真空中的电场；介质中的电场；真空中的磁场；介质中的磁场；高斯定律；安培环路定律；同轴电缆中电场磁场计算；磁通量的计算；直导线对线框的作用力；同轴线电容、漏电流、电导计算；二、填空题：1、电场的最基本特征就是电场对运动或静止的电荷都有作用力。2、在静电场中，导体内电场等于0，导体是等势体体，导体表面是等势面，电力线垂直于导体表面。而在恒定电场中，导体内部可能存在电场。3、在恒定电场中有ssdE=0,它说明在均匀内部虽然有恒定电流，但没有电荷，恒定电荷只能分布在导体表面。4、全电流包括传导电流、位移电流和运流电流。5、当磁力线从铁磁介质进入到非铁磁介质时，非铁磁介质一侧的B垂直于分界面。6、介质在外电场作用下，内部的束缚电荷形成电偶极子，对外呈电现象，从而改变了原来的电场分布。7、在两种不同媒质的分界面上，E的矢量的切向分量总是连续的；B的矢量的法向分量总是连续的。8、静电场E和电位的关系是E＝_-__。9、矢量函数yxzxxAˆˆ2的旋度A为xxzˆzˆ。10、在国际单位制中，坡印廷矢量的单位是_J/（m2.s）；电通量密度的单位是_v/m_。11、麦克斯韦方程描述了电磁场的基本性质，给出了电场与磁场间的联系，并说明了电磁场与电荷、电流之间的关系。12、已知标量场zxyx632，梯度=6ˆ)3(ˆ)32(xˆzxyyx，过点ClicktobuyNOW!PDF-TOOLS!PDF-TOOLS（1，1，1）且沿矢量zyxlˆˆˆ2方向的方向导数为），（6,26-36-。13、用电场矢量E、D表示电场能量密度的公式为ew=DE21，用磁场矢量B、H表示磁场能量密度的公式mw=HB21。14、空气中的电场强度xztEˆ)2sin(10V/m,则位移电流密度dJ=xztos)2(c200_A/m2。15、在线形和各向同性的导电媒质中，电流密度J、电导率和电场强度E之间的关系为EJ，此关系式称为欧姆定律的微分形式。16、在两种媒质分界面的两侧，电场E的切向分量E1t－E2t＝_0_；而磁场B的法向分量B1n－B2n＝_0_。三、判断与选择（判断题正确时在括号内打√，错题打╳，选择题直接选）1.电场强度相同的地方电位也一定相等。（×）2.电力线与磁力线在任何情况下都相互垂直。（×）3.电感的大小由流过导体的电流确定。（×）4.电场磁场在通过不同媒质界面会发生突变。（√）5.任意时变电磁场在空间都形成电磁波。（×）6.电场强度相同的地方电位不一定相等。（√）7.电容的大小由导体的电位确定。（×）8.在通电线圈旁放一铜块，对线圈的自感几乎无影响。（√）9.静电场中放入导体将改变原电场分布。（√）10.静电场中若放入介质，则原电场不会发生变化。（×）11.电位为零的导体都不带电。（×）12.静电场中电场强度与导体表面处处垂直。（√）13.恒定电场导体内部没有电荷没有电场（×）14.电容的大小由导体的电位确定。（×）15.静态场中，如果边界条件确定，则空间各处的场就唯一确定。（√）16.静电场中导体和介质都要受电场力的作用。（√）17.当电位不变时，带电体受电场力作用发生位移时，电场能量会增加。（×）18.当电荷不变时，带电体受电场力作用发生位移时，电场能量回减少。（√）19.当电流不变时，通电导体受磁场力作用发生位移时，磁场能量增加。（×）20.当磁链不变时，通电导体受磁场力作用发生位移时，磁场能量减少。（×）21.用镜像法分析稳态电磁场的依据是唯一性定理。（√）22.场强大的地方电位一定高。（×）四选择题：1、恒定电场中，已知在两种不同媒质的分界面上，E2平行于分界面，那么这两种媒质ClicktobuyNOW!PDF-TOOLS!PDF-TOOLS是：（A）A、σ1=0,σ2≠0B、σ1σ2C、σ1≠0,σ2≠02、静电场是散度场，若电力线从某一点发散，说明此点满足：(A)A、▽•E0B、▽•E0C、▽•E=03、恒定电场中，当电场由良导体进入不良导体时，哪一侧电力线几乎垂直于分界面．(B)A、良导体一侧B、不良导体一侧C、两边都是4、电介质对静电场的影响是（B）A、加强B、削弱C、不影响5、在分析恒定磁场时，引入矢量磁位A，并令AB的依据是（C）A、JBB、0BC、0B6、自由空间的电位函数zyx522，则点P（-4，3，6）处的电场强度E=（A）A.5ˆ32ˆ48ˆzyxV/mB.48ˆxV/mC.30ˆzV/m7、电力线指向（B）A、电位增加方向B、电位减小方向C、电位相等方向8、在分析恒磁场时，引入标量磁位m，并令mH在哪个区域成立？（B）A、有传导电流区域B、无传导电流区域C、两者都可以四、问答题：（每题5分）1.试从麦氏方程组说明空间电磁波是如何形成的？答：由tBE知，时变磁场可以激发电场；由t0DjH知，电流和时变电场都会激发磁场。这样，时变电场和时变磁场相互激发，在空间像波浪一样传播，就形成了电磁波。2.同轴电缆在高压被击穿时，先从何处被击穿？为什么？答：先从内径处开始击穿，由同轴线内部场强分布2lE，当越小，E越大，越容易被击穿，过在内径处开始击穿。3.等位面上的电位处处一样，因此面上各处的电场强度也处处相同，这种说法对吗？答：不对；比如：两个等量异种电荷，它们连线的中垂线上，电势处处相等，但是电场强度却是不同的。中垂线上,越远离两个电荷,电场强度就越小。4.当恒定电流通过电导率不同的两相邻的导电媒质时，其分界面上有无电荷分布？为什么？答：有；因为当恒定电流通过电导率不同的导电煤质时，其电流密度和电场密度将要发生突变，故分界面上必须要有电荷分布。5.恒定电场中，在下列不同情况的边界条件：（1）电导率相差极大的两导电媒质ClicktobuyNOW!PDF-TOOLS!PDF-TOOLS（2）导电媒质与理想介质的分界面（3）两种非理想媒质的分界面试问在什么情况下，在分界面的那一侧，电场强度线近似垂直于分界面？在什么情况下平行与分界面，为什么？答：在（1）的情况下，不良导体的电场线近似垂直于分界面，导电媒介一般导电率很高为710数量级，而绝缘媒介导电率为10-10数量级。由电场中的折射率71021211010tantan。由上式知，电流由良导体进入不良导体时，在不良导体里的电流线近似垂直于分界面。在（2）的情况下，因为理想介质中无传导电流，导体中只有与分界面垂直的电流，即电场只有切向分量。6.束缚电荷与自由电荷有何不同？答：自由电荷：指可以自由移动的电荷。即受到其他电荷（或电场）作用就会产生运动。如金属导体中的自由电子或电解质溶液中的正负离子。束缚电荷：相对自由电荷而。即受到其他电荷（或电场）作用不会产生运动。如如金属导体中的原子核和内层电子。7.静电场中的导体有什么特点？答：在静电场中，导体内电场等于0，导体是等势体，导体表面是等势面，电力线垂直于导体表面。8.在理想介质与理想导体的分界面上电场和磁场的场矢量有什么特点?答：在导体表面处，介质中的电场只有法向分量而磁场只有切向分量。9.恒定电场中，不同电导率的物质分界面上有无电荷？为什么？答：没有自由电荷，由于两种物质的介电常数不同，电场强度的法向分量在介质分界面上是不连续的。因为电场对电介质的极化作用，而使两种不同的分界面上产生极化作用，而使在两种不同的分界面上产生极化面电荷。10.当电力线从良导体一侧进入到不良导体一侧时，不良导体一侧的电场如何分布？为什么?答：近似垂直与分界面。导电媒介一般导电率很高为710数量级，而绝缘媒介导电率为10-10数量级。由电场中的折射率71021211010tantan。由上式知，电流由良导体进入不良导体时，在不良导体里的电流线近似垂直于分界面。11.当磁力线从非铁磁物质一侧进入到铁磁物质一侧时，非铁磁物质一侧的磁场如何分布，为什么？答：几乎与分界面垂直；因为铁磁介质u要比非铁磁介质大几千倍，通常，不论铁磁介质介质中的B与分界面法线成河角度，在分界面上非铁磁介质的一侧的B都几乎与分界面垂直。12.电介质的极化和导体的静电感应有何不同？答：电介质是绝缘体，极性分子不能做定向运动，只能发生定向转动，故电介质内的场强不为零；导体的静电感应时，导体内的电荷可在导体表面产生定向运动，故导体内场强为ClicktobuyNOW!PDF-TOOLS!PDF-TOOLS零。13.电介质和导体对静电场的影响是什么？答：导体在静电场中出现静电感应现象,使原静电场来中和的正、负电荷分离,出现在导体表面上，改变原来的电场分布。电介质在外电场作用下，分子内部的束缚电荷都将形成电偶极子，对外成带电现象，从而使介质中的场强为场源电荷与介质中的束缚电荷产生的场强相叠加，因而改变了原来的电场分布，削弱了原电场强度。14.什么情况下，不同媒质分界面一侧的B垂直于界面？答;根据磁场中的折射定律可知，当B线由铁磁物质（磁导率u很大）进入非铁磁物质（磁导率u很小）时，在分界面的非铁磁一侧，都可认为B线是与分界面相垂直的。15.列出自感计算的步骤。自感与互感与那些因素有关？现有一线圈置于空气中，周围放一块铁磁物质，此线圈的自感有何变化？若放一块铜，自感如何变化？答：以单匝线圈为例，第一步需要计算磁通0，计算磁通0有两种方法（1）计算020ˆ4lRRxdlIB，SBds0（2）计算004lRdlIA，c0004llRdlIdlAdl，根据自感计算式IL00.若为N匝，02LNL自感因素：仅与线圈的几何形状，尺寸及周围介质有关，与电流无关。互感因素：只与两导线回路的几何形状，尺寸，相对位置及周围媒质特性有关，而与回路中电流无关。放一磁块，自感增大；放一铜块，自感几乎不变。16.恒定电场的基本方程的微分形式表明恒定电场的性质是什么？答：由知，0E恒定电场是位场。恒定电场这个特性只在外电源的导体中满足。在电源内部，不仅有电荷产生的电场，还有其它局外电场，因此不满足。17.全电流包括什么？解释每个电流。答：传导电流+运流电流+位移电流=全电流。传导电流是指，体内自由电荷定向移动所形成的电流；运流电流是指，指导体外自由电荷定向移动所形成的电流；位移电流是指，指变化的电场所等效的电流。18.在两种介质的平坦界面上，有人测得电场情况如下A、B，根据边界条件判断是否可能（简单说明理由）。ClicktobuyNOW!PDF-TOOLS!PDF-TOOLS