电磁场简答题Word格式.doc
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若存在TEM波,,则磁场在横截面内闭合,沿磁场闭合路径积分必不等于零(2分),由广义安培环路定律,该闭合路径必然包含电流(3分),而空心波导中心无导体,只能存在纵向位移电流,即(2分)。
故TEM波无法存在
1、体电流密度的定义是什么?
单位是什么?
与是什么关系?
流过某一曲面的电流I与有什么关系?
说明在有限的导电媒质表面传导电流
(A/m2)
当在有限时,导电媒质表面传导电流
2、试写出下列物理量的单位:
电场强度、电位移矢量、磁感应强度、磁场强度;
介电常数、磁导率、电导率。
答:
电场强度的单位 N/C(牛顿/库仑) 或 V/m(伏特/米)
电位移矢量的单位 C/m2(库仑/米2)
磁感应强度的单位T(特斯拉) 或 Wb/m2(韦伯/米2)
磁场强度的单位 安培/米 (A/m)
介电常数的单位F/m (法/米)
磁导率的单位H/m (亨/米)
电导率的单位 S/m(西门子/米)
3、分别写出高斯定理和安培环路定理的数学表达式。
并说明在什么条件下可由高斯定理求出给定电荷分布的电场?
为什么?
高斯定理
安培环路定理
在电荷和介质分布都具有对称性(平面对称、球对称和无限长轴对称)时,才可由高斯定理求出给定电荷分布的电场。
只有在此条件下,才可能方便计算出适应对称性的闭合面上的电位移的通量,再由与面内的总电量的关系计算出电位移,再由本构关系计算出电场强度。
4、极化强度的定义是什么?
极化电荷体密度与是什么关系?
电位移矢量是如何定义的?
若已知介电常数和电场强度,如何计算和?
两种不同介质分界面上的极化电荷面密度与介质分界面两侧的、有什么关系?
5、试从产生的原因、存在的区域及引起的效应比较传导电流与位移电流。
产生的方式:
传导电流与自由电荷定向运动有关,位移电流可以与电荷运动无关(由变化的电场),或只与束缚电荷的定向运动有关。
存在的区域:
传导电流存在于电导率不为零的媒质中,位移电流不存在于电导率无限大的媒质中。
引起的效应:
都有磁效应,位移电流在高频时有热效应。
1.平面电磁波在媒质分界面上的反射特性和透射特性与哪些因素有关?
与界面两侧媒质的电磁特性参数(2分)、入射波的极化特性和入射角有关(3分)。
1.试说明为什么单导体波导不能传播TEM波。
对TEM波,有Ez=0和Hz=0
由 和
对于横向的任意闭合回路C有
和
对于单导体波导,有Jz=0,
而 Ez=0,有Dz=0
故,,无闭合的横向磁场线。
(3分)
由 Hz=0,有Bz=0
故,,无闭合的横向电场线。
(2分)
即TEM波不存在。
.垂直极化和平行极化的平面电磁波投射分别到理想导体表面上,经反射后的合成波有什么区别?
垂直极化平面电磁波投射到理想导体表面上经反射后的合成波为TE波(2.5分),而平行极化平面电磁波投射到理想导体表面上经反射后的合成波为TM波(2.5分)。
2.比较传导电流与位移电流的异同点。
不同点:
传导电流由电荷的宏观定向运动形成的,只存在于导体中,在导体中会引起遵从焦耳定律的热效应。
而位移电流实质上是变化的电场,可以存在于真空、导体和电介质中,在介质中会引起不遵从焦耳定律的热效应。
相同点:
两种电流都是产生磁场的源,都遵从安培环路定理。
(2分)