所以两球面间的电压为:
6、两根电荷线密度分别为+τ和-τ的平行带电细导线在外部空间任一点P(设P点距两导线的距离分别为r1和r2)处引起的电场强度为。
答案:
第二章恒定电场
2-1导电媒质中的电流
2-2电源电动势与局外场强
2-3恒定电场基本方程分界面上的衔接条件
2-4导电媒质中的恒定电场与静电场的比拟
2-5电导与部分电导
单选、名词解释、填空、简答、计算、论述
单选
局外场强
A是由静电荷建立的B是由极化电荷建立的
C是由非静电力建立的D存在于整个电路中
导体的电阻D
A与导体两端所加的电压有关B与导体中的电流有关
C与导体的形状有关D与导体的形状及电导率有关
恒定电场中介质分界面两侧B
A、电场强度的法线分量相等B、电场强度的切线分量相等
C、电流密度的切线分量相等D、电位的法线方向的导数相等
恒定电场中介质分界面两侧C
A、电场强度的法线分量相等B、电流密度的切线分量相等
C、电流密度的法线分量相等D、电位的法线方向的导数相等
恒定电场中镜象电流I/与实际电流I的方向
A、总是相反B、是否相同与介质的电导率有关
C、总是相同D、是否相同与介质的电导率无关
恒定电场中镜象电流I”与实际电流I的方向
A、总是相反B、是否相同与介质的电导率有关
C、总是相同D、是否相同与介质的电导率无关
名词解释
局外场强:
在电源中非静电力(化学、机械、太阳能等)将其它形式的能量转为电能,使电荷从低电位点移动到高电位点,这种使电荷所受到的力称为非静电力,等同于电荷受到一种电场强度的作用,但又不是静电荷产生的场强,称为局外场强
填空
欧姆定律的微分形式是J=γE
焦耳定律的微分形式是:
p=J·E
恒定电场中电流J与电场E方向一致。
电流密度J的散度恒等于零
恒定电场的性质是无源无旋场。
分界面两侧电流密度法向分量是连续的。
恒定电场中分界面两侧电位相等
深埋地中半径为a的接地导体球,其接地电阻为(设土壤的电导率为γ)1/4πγa。
在接地体附近,离接地体越,跨步电压越大
静电比拟的条件:
1、两种场的电极形状、尺寸与相对位置相同(相拟);
2、相应电极的电压相同;3、若两种场中媒质分布片均匀,只要分界面具有相似的几何形状,且满足条件γ1/γ2=ε1/ε2时,则这两种场在分界面处折射情况仍然一样,相似关系仍成立。
计算
1、电流密度均匀的20A电流流过直径为2mm的导线,求导线内部的电场强度。
导线的电导率是γ=0.3183×108S/m。
答案:
:
J=I/S=20/πr2=1.59×10-6A/m2
E=J/γ=1.59×10-6/0.3183×108=5×10-14(v/m)
2、同轴电缆的内、外导体半径分别为a和b,中间介质的电导率为γ,求内外导体之间单位长度的绝缘电阻。
答案:
设单位长度内外导体之间的漏电流为I,则漏电流密度为:
J=I/2πρ
所以电场强度为:
内外导体间的电压为:
单位长度内外导体之间的绝缘电阻为:
3、一深埋地下的导体球,球的半径为R,土壤电导率为γ,求其接地电阻。
答案
设球中有电流I流出,电流密度J=I/4πr2,
所以R=U/I=1/4πγR
4、同轴电缆的内、外半径分别为a和b,中间介质的电导率为γ。
求内外导体之间单位长度的漏电导。
答案:
设内外导体之间单位长度上的漏电流为I,则漏电流密度为:
J=I/2πρ
所以电场强度为:
E=J/γ=I/2πργ
内外导体间的电压为:
漏电导为:
5、同轴电缆的内、外导体半径分别为a和b,中间介质的电导率为γ,求内外导体之间单位长度的绝缘电阻。
答案:
设单位长度内外导体之间的漏电流为I,则漏电流密度为:
J=I/2πρ
所以电场强度为:
E=J/γ=I/2πργ
内外导体间的电压为:
单位长度内外导体之间的绝缘电阻为:
第三章恒定磁场
3-1磁感应强度
3-2安培环路定律
3-3恒定磁场基本方程分界面上的衔接条件3-4磁矢位恒定磁场的边值问题
3-5磁位
3-6镜像法
3-7电感
3-8磁场能量与力
3-9磁路及其计算
单选、名词解释、填空、简答、计算、论述。
单选
磁感应强度D
A平行于电流和导体所受力所在的平面B与产生磁场的电流大小无关
C与介质的磁导率无关D垂直于电流和导体所受力所在的平面
磁感应强度沿闭合路径的曲线积分B
A等于该回路所包围的电流的代数和B正比于该回路所包围的电流的代数和
C恒等于零D恒不等于零
两种导磁媒质分界面上没有电流分布时恒定磁场满足的衔接条件是C
A磁场强度的切向分量总是相等B磁感应强度的切向分量相等
C分界面两侧磁场强度切向分量的差值等于面电流密度
D分界面两侧磁感应强度切向分量的差值等于面电流密度
磁矢位B
A其旋度恒等于零B其方向与电流的方向相同
C在分界面两侧是否相等决于分界面上的电流D其散度恒不等于零
电感的数值大小D
A、与其两端所加电压有关B、与其中所通过的电流有关
C、与其中所通过的磁通的变化率有关D、由线圈本身的参数和其内部的介质决定
磁场的能量A
A来自于建立磁场的过程中电源所做的功B与电流无关
C与介质无关D与电流成正比
磁路的磁阻D
A与介质无关B与磁路的的长度成反比
C与磁路的的横截面积成正比D与磁路的的横截面积成反比
恒定磁场中镜象电流I/与实际电流I的方向【B】
A、总是相反B、是否相同与介质的磁导率有关
C、总是相同D、是否相同与介质的磁导率无关
已知磁感应强度为:
,则
的值应为【D】
A、1B、2C、3D、4
6.两种导磁媒质分界面上没有电流分布时恒定磁场满足的衔接条件是【A】
A、
B、
C、
D、
磁场强度H绕某一闭合回路的环路积分等于零,是指【B】
A、磁力线是有头有尾的B、该回路所包围的电流的代数和等于零
B、H绕该回路的环量不等于零C、H的散度等于零
在介质的分界面两侧,磁场强度H【B】
A、法线分量相等B、切线分量是否相等与面电流有关
C、法线方向的导数相等D、切线分量是否相等与介质有关
在介质的分界面两侧,磁感应强度B【A】
A、法线分量相等B、法线方向的导数相等
C、切线分量相等D、法线分量是否相等与面电流有关
恒定磁场中某点磁场强度的旋度为零,意味着该点【B】
A、磁场强度为零B、电流密度为零
C、磁位为零D、磁感应强度矢量为零
名词解释
恒定磁场由恒定电电流产生的不随时间变化的磁场
磁化在外磁场作用下,介质内分子的磁偶极子发生旋转,旋转方向使磁偶极矩方向与外磁场方向一致,对外呈现磁性,这个现象称为磁化。
填空
在外磁场作用下,介质内分子的磁偶极子发生旋转,旋转方向使磁偶极矩方向与外磁场方向一致
磁感应强度B的散度等于零表明B是无头无尾的闭合线,恒定磁场是无源场。
磁通连续性原理说明磁场通过任意闭合面的磁通量为零.
磁感应强度B的性质:
B线是闭合的曲线;B线不能相交;闭合的B线与交链的电流成右手螺旋关系;B强处,B线稠密,反之,稀疏。
已知磁感应强度
,则K=1
变压器的铁心是采用彼此绝缘的硅钢片叠装而成,这是为了减少涡流损耗。
恒定磁场的能量密度为B·H/2。
在介质的分界面两侧,磁感应强度B的法线分量相等。
体积V内的恒定磁场的能量为
。
在介质的分界面两侧,磁感应强度B的法向分量连续。
在介质的分界面两侧,磁场强度H的切向分量不连续。
当介质的分界面上没有电流时磁场强度H的切向分量连续
在外磁场作用下,磁偶极子发生旋转,
磁场强度H的旋度等于电流密度。
磁场强度H的散度等于零。
磁场强度H沿闭合回路的积分等于该回路所包围的电流的代数和。
磁矢位A的方向与产生磁场的电流方向一致
磁矢位A的方向与产生磁场的电流方向一致
磁屏蔽不能做到使被屏蔽的空间内的磁场等于零
镜像法中的镜像电流I”与原电流I的方向一致
镜像法中的镜像电流I’与原电流I的方向不一定一致,是否一致取决于介质的磁导率
自感的定义是回路交链的磁链与流过该回路的电流的比值
自感的大小取决于回路的参数(体积、匝数和介质的磁导率)
自感的大小与流过回路的电流大小无关
磁场的能量密度是
根据滞磁曲线和磁化曲线的不同,铁磁质大致分成三类:
软磁材料、硬磁材料、矩磁材料
磁路的磁阻的大小取决于磁路几何尺寸和磁路材料的磁导率
计算
1、空气中两无限长直输电导线相距一米,导线中的电流均为200A,电流的方向是相反的,求两导线联线上中点处(距离两导线均为0.5m)的磁感应强度B。
(μ0=4π×10-7H/m)。
答案:
2、如图所示,空气中无限长直导线中通电流I,矩形导体回路与之共平面,尺寸如图所示,求二者之间的互感。
答案:
(10分)
所以:
第四章时变电磁场
4-1电磁感应定律和全电流定律
4-2电磁场基本方程组分界面上的衔接条件
4-3动态位及其积分解
4-4电磁功率流和坡印亭矢量
4-5正弦电磁场
4-6电磁辐射
单选、名词解释、填空、简答、计算、论述
单选
全电流定律B
A指出在时变电磁场中只有传导电流可以产生磁场B指出在时变电磁场中传导电流和变化的电场都可以产生磁场
C指出变化的磁场可以产生电场D指出在时变电磁场中只有位移电流可以产生磁场
时变电磁场中的分界面两侧C
A磁场强度的切向分量相等B磁感应强度的切向分量相等
C电场强度的切向分量相等D电位移矢量的切向分量相等
坡印亭矢量B
A表示流过与电磁波传播方向相垂直单位面积上的电磁能量
B表示单位时间内流过与电磁波传播方向相垂直单位面积上的电磁能量
C方向与磁场强度的方向相同D方向与电场强度的方向相同
正弦电磁场C
A是指电场按正弦规律变化的电磁场B是指磁场按正弦规律变化的电磁场
C是指电场和磁场都按正弦规律变化的电磁场D是指电场和磁场都不按正弦规律变化的电磁场
电磁辐射B
A其场源不一定随时间变化
B是指电磁波从波源出发,以有限速度在媒质中向外传播,一部分电磁能量不再返回的现象
C其变化的频率可以非常小D没有能量的输出
天线的辐射A
A具备方向性和能量的流动B不具备方向性和能量的流动
C不具备方向性D不具备能量的流动
名词解释
电磁感应定律:
与回路交链的磁通发生变化时,回路中会产生感应电动势。
填空
与回路交链的磁通发生变化时,回路中会产生感应电动势。
感应电场的性质:
感应电场是非保守场,电力线呈闭合曲线,变化的磁场是产生感应电场的涡旋源。
感应电场的旋度等于磁场随时间的变化率
全电流定律表示传导电电流和位移电流都都可以产生磁场
磁通连续性原理的数学表达式是:
通过任意一个闭合曲面的磁通等于零
磁通连续性原理表示磁力线是闭合的
磁通连续性原理表示磁感应强度B的散度为零
洛仑兹条件的表达式为:
洛仑兹条件的重要意义:
确定了A的散度值,与A的旋度等于磁感应强度
共同唯一确定A;简化了动态位与场源之间的关系,使得A单独由J决定,ϕ单独由ρ决定,给解题带来了方便;
洛仑兹条件是电流连续性原理的体现
达朗贝尔方程的解
:
f1在Δt时间内经过Δr距离后不变,说明它是以有限速度v向r方向传播,称之为入射波。
达朗贝尔方程解的形式表明:
t时刻的响应取决于t-r/v时刻激励源的情况。
故又称A、ϕ为滞后位。
电磁波是以有限速度传播的,这个速度称为波速
电磁波在真空中的波速与光速相等。
具有具速度的量纲。
坡印亭矢量的数学表达式是:
S=E×H
坡印亭矢量表示单位时间内流过与电磁波传播方向相垂直单位面积上的电磁能量,亦称为功率流密度,S的方向代表波传播的方向,也是电磁能量流动的方向。
坡印亭矢量的复数形式是:
复数形式的坡印亭矢量的实部为平均功率流密度,虚部为无功功率流密度。
坡印亭定理的数学表达式是:
坡印亭定理的物理意义:
体积V内电源提供的功率,减去电阻消耗的热功率,减去电磁能量的增加率,等于穿出闭合面S的电磁功率。
达朗贝尔方程的复数形式解中的
表示A与ϕ的滞后相位,故亦称滞后因子。
称为似稳条件。
辐射是有方向性的,希望在给定的方向产生指定的场。
辐射过程是能量的传播过程,要考虑天线发射和接收信号的能力。
简答
什么是辐射?
电磁波从波源出发,以有限速度ν在媒质中向四面八方传播,一部分电磁波能量脱离波源而单独在空间波动,不再返回波源,这种现象称为辐射。
远距离传播电磁波为什么要使用中继站?
因为电磁波是按直线传播的,为了不受地球表面曲率的影响,就必须用中继站一站一站的接力传播。
计算
第五章准静态电磁场
5-1电准静态场与磁