电磁场与电磁波 精选 模拟题(A卷)附答案

电磁场与电磁波 模拟题（A卷）附答案 一、简答题（30分，每空2分）（注：填空题可多选） （1）、在自由空间中，一个孤立的点电荷，其产生电位的等电位面是???????。?????????????（A?平面；???B?球面；????C 柱面） （2）、在无界理想媒质中传播的均匀平面电磁波，电场与磁场的相位 A （A.相同；B. 不同），幅度随传播距离的增加而 A （A.不变；B.衰减；C. 振荡）。而在导电媒质中传播的均匀平面波，电场和磁场的相位 B （A.相同；B.不同）, 幅度随传播距离的增加 B （A.不变；B.衰减；C. 振荡）。 （3）、电磁波的传播速度随频率变化的现象称为色散效应。理想介质是???????（???非色散媒质；???色散媒质；C. 反常媒质）；导电媒质是????????（???非色散媒质；???色散媒质；C. 反常媒质）。?（?）、?矩形波导（a>b）中可以传播的模式有 B C （A.TEM；B.TE；C.TM），其中主模为 A (A.TE10；B.TE01；C.TEM)；同轴线中可以传播的模式有 A B C （A.TEM；B.TE；C.TM），其中主模为 C (A.TE11；B.TM01；C.TEM)。 （5）、一段特性阻抗为Z0的传输线，终端接负载ZL=0，则距终端4分之1波长处的输入阻抗Zin为 无穷大 ，则距终端2分之1波长处的输入阻抗Zin为 0 。 （6）、求如图所示的分布参数电路的输入阻抗。 2Z0 2Z0 （a） (b) 注：该题为综合题，考核场、平面波、色散、模式、输入阻抗等概念。 第 1 页 共 4 页

二、（10分）两个无限长的半径分别为a和b（b>a）的同轴圆柱面置于空气中，圆柱面的厚度可忽略，电流均匀分布在r=a和r=b两个圆柱表面，且面电流分别 第 2 页 共 4 页

为Ia?ezIa和Ib??ezIb。试求：（1）空间各区域的磁场强度；（2）欲使r>b处H=0，则Ia和Ib应具有什么关系？ 答： r?aa b H?0Ia?r?bH?ae? 2?rI?Ib?rH?abe?2?r欲使r>b处H=0，应有Ia=Ib 注：该题为基本题，考核静磁场的和安培环路定理的概念和计算。 三、（15分）均匀平面波由空气（介质1）向理想介质（介质2）平面（z=0的平面）垂直?入射，已知界面上的入射波电场E0?ex1.5?10?3V/m和反射波磁场?（1）理想介质的相对介电常数?r；（2）若??3?108rad/s，H0?ey1.326?10?6A/m，试求：求介质2中任一点的E和H。 ???答：（1）由H0?ey1.326?10?6A/m 得 E0??0H0?(?ez)?-ex5?10-4 ??2??0E01?5?10?41反射系数为：?=??，由，得：2?2=?0 ?=?????3?2+?03E01.5?103即：2?0?0， 解得：?r=4 (6分) ??r?0?08 （2） 由??3?10rad/s 得：k2?23?v??r?c2?3?108 （5分） ??（2rad/m）83?10??jk2z?=1+?= ,Et??E0e?ex10?3e?j2zV/m （2分） 第 3 页 共 4 页

10?3?j2z H=ez?E?ey（2分） e?260?t1t 注：该题（1）为提高题、（2）为基本题，考核平面波、反射和透射的概念和计算。 四、（共20分，每小题4分）判断下列波的极化情况(说明是：线极化，圆极化还是椭圆极化，如果是圆极化或椭圆极化请说明是左旋还是右旋) (1). E?Em(2ex-2jey)ej?z 左旋圆极化 (2). E?Em(2ey?3ex)e?jkz 线极化 (3). E?x,t??ey3cos(?t??x?30o)?ez4cos(?t??x?60o) 右旋椭圆极化 ?(4). E?z,t??ex5cos(?t??z-)?ey5cos(?t??z) 左旋圆极化 2(5). E=（ex?ez?eyj2)Eme?j?(x?z) 左旋圆极化 注：该题（1）-（4）为基本题、（5）为提高题，考核极化的概念。 五、（15分）已知真空中电场强度E?exE0ejkz，E0为常数。（1）求相应的磁场强度；（2）这是什么波？波沿什么方向传播？写出电场和磁场的瞬时表达式；（3）求出波的传播速度、瞬时坡印廷矢量和平均坡印廷矢量。 答： E1（1）H=（-ez）?E=-0eyejkz ?0?0（2）沿-z方向传播的均匀平面波。 E(z,t)?exE0cos(?t?kz)； H(z,t)??ey（3）v?E0?0cos(?t?kz) ?k?2?f?f??c 2??S(t)?E(z,t)?H(z,t)??ez2E0?0cos2(?t?kz) 2E01* ?0=120? Sav?Re(E?H)??ez22?0 注：该题为基本题，考核均匀平面波、瞬时坡印廷矢量和平均坡印廷矢量等概念。 第 4 页 共 4 页

六、（10分）在空气填充矩形波导中测得主模的两相邻波节点距离为3cm，已知波导尺寸为：a?b?2.54cm?1.27cm，求:（1）波导波长、相位常数、相速度；（2）信号的工作波长和频率。 答：（1） ?g?2?3?6(cm)；?=2??g?2???rad/cm； 63 （2） ?c?2?2.54?5.04(cm)；?=?g1?（?g2）?c=61+（62）5.04?3.877(cm) 3?1010?7.738（GHz) f?=?3.877c vp???2?f6=?f?g=cg?3?108??4.64?108m/s ???3.877 注：该题为基本题，考核矩形波导波导波长、相位常数、相速度、工作波长等概念。 1?10?9F/m, ?0?4??10?7H/m 注：?0?36?

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