皖西学院2010--2011学年度第2学期期末考试试卷答案（A卷）
……………… …………………… A．等于光速C B．等于C/2 C．等于 机电 系 电信 专业 08 级 电磁场与电磁波 课程
C D．等于C/4 24. 均匀平面波从空气中垂直入射到无损耗媒质（???0,??4?0,??0）表面上，则电场反射系数为（ A．?一．判断题（每小题2分，共20分） √√×√√×√×√×
A ）。
1122 B． C． D．? 。 。内 内线 线封 封密 密在 在写 号学 写须 须必 号 必号 学 号学 学、 、名 名姓 姓、 、级 级班 班， 名姓 ，题 题答 名 答要 姓 要不 不内 内线 线封密 密 封 级 级班班………二、填空题（每小题2分，共10分）
…线…1. 自由空间中原点处的源（?或J）在t时刻发生变化，将在 t+r/c 时刻影响
………到r处的位函数（?或A）。
………2. 均匀平面电磁波由空气中垂直入射到无损耗介质（???0,??4?0,??0）表面上时，……反射系数 …? = -1/3 ，透射系数? = 2/3 。
…3. 矩形波导管中只能传输 TE 波模和 TM 波模的电磁波。
…封4. 设海水为良导体，衰减常数为…?，则电磁波在海水中的穿透深度为 1/? ，在……此深度上电场的振幅将变为进入海水前的
1/e 倍。
…?……5. 极化强度为P的电介质中，极化体电荷密度?= ????P?p，极化面电荷密度……???…sp=P?en。
……二、选择题（每小题3分，共15分）
…密??…1. 在分析恒定磁场时，引入矢量位A，并令B???A，这样做的依据是（ c ）。
………A．??B?0 B．??B???J? C．??B??0 D．以上均不是
……2. 电偶极子幅射场的辐射功率密度与之成正比的是（ B ）。
……A．sin? B．sin2? C．cos2? D．cos?
……3. 频率f=50MHZ的均匀平面波在理想介质（???0,??4?0,??0）中传播时，相速应……该是（
B ）。
电磁场与电磁波 （共4页） 33335. 横截面尺寸为a×b的矩形波导管，内部填充理想介质时的截止频率
f1?c?2?u?(ma)2?(n?b)2，工作频率为f的电磁波在该波导中传播的条件是（
B ）。
A．f=fc B．f＞fc C．f＜fc D．f≤fc
四、解答题（每小题15分，共计15分）
1、论述垂直极化波斜射到理想导体表面时，理想导体外表面合成波的特点。 答案：(1)合成波沿平行于分界面的方向传播；
(2)合成波的振幅在垂直于导体表面的方向上呈驻波分布； (3) 合成波是非均匀平面波；
(4)在波的传播方向上无磁场分量，有电场分量，是TM波。
五、计算题（每小题10分，共40分） 1..均匀平面波的磁场强度H的振幅为
13?(A/m)在自由空间沿?e?z方向传播，其相位常数??30(rad/m)，当t=0时，z=0时，H在?ey方向。
（1）写出E和H的表达式；（2）求频率和波长。 答案：按题意磁场表示式H??e1g3?cos(wt??z)(A/m)
则电场为E???[ez?H]?ex40cos(wt??z)(V/m)
由??30r(ad/m ) 则入??2???0.21m( ) 电磁场与电磁波 （共4页）
………………………………密………………………………封………………………………线……………… f?c??1.43?109(HZ)W?2?f?9?109(rad/s)
1∴磁场、电场分别表示为：
H??ey3?cos(9?109t?30z)(A/m)
E?ex40cos(9?109t?30z)(V/m)2．均匀平面波的电场振幅为Eim?100(V/m)，从空气中垂直入射到无损耗媒质平面上
（?r2?1,?r2?4,?2?0），求反射波与透射波的电场振幅。
3. 在均匀外电场E?exEo中，有一半径为a介电常为?的无限长均匀介质圆柱体，其轴线与外电场垂直，圆柱外为空气，如图一所示，求介质圆柱体外的电位函数。
电磁场与电磁波 （共4页）
解：
答案：?(r,?)?Z[Cnrn?D(n?1)nr?]Pn(cos?)
电磁场与电磁波 （共4页）
边界条件：①r??时，?r????Eorcos? ∴C1=-EO Cn=0（n≠1时） Dn=0（n≠1时） 通解为?(r.?)??Eorcos??D1r?2cos? ② r=a时，导体上电位为0。
?r?a?(?Eoa?D21a?)cos??0?D1?Eoa3??(r.?)??Ea3
orcos??r2Eocos?E???g??e??1??r导体外电场
????r???E?(?
r)3Eo(er2cos??e?sm?)4．设计一工作波长??10cm的矩形波导管，材料用铜，内充气，并要求TE10模的工作频率至少有30%的安全系数，即0.7f02?f?1.3f01，此处f01,f02分别表示TE01波和
TE02波模的截止频率。
电磁场与电磁波 （共4页）
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皖西学院10—11学年度第2学期期末考试试卷答案（B卷）
……………… …………………… A．m=2 B．m=3 C．m=4 D．m=6
3. 两个相互平行的导体平行板电容器，与电容C无关的是（ A．导体板上的电荷 B．平板间的电介质 4. 穿透深度?与电磁波频率及媒质参数的关系是（ D ）。 机电 系 08 级 电磁场与电磁波 课程
一．判断题（每小题2分，共20分）
A ）。
C．导体板的几何形状 D．两导体板的相对位置
×√√√√×√√×√
2?1 。 。内 内线 线封 封密 密在 在写 号学 写须 须必 号 必号 学 号学 学、 、名 名姓 姓、 、级 级班 班， 名姓 ，题 题答 名 答要 姓 要不 不内 内线 线封密 密 封 级 级班班………二、填空题（每小题2分，共10分）
…线1. 在球坐标系中，沿Z方向的电偶极子的辐射场（远区场）的空间分布与坐标r的关系为 ……1/r ，与坐标?的关系为 sin? 。
………2. 均匀平面电磁波由空气中垂直入射到无损耗介质（???…0,??4?0,??0）表面上时，……反射系数?= -1/3 ，透射系数? = 2/3 。
……3. 双线传输的负载电阻Z…L=ZO时（特性阻抗），传输线工作在 行波 状态；而终端短…封…路（ZL=0）时，则工作在 驻波 状态。
……???…4. 已知介质中有恒定电流J分布，则此介质中磁场强度H与J的关系为
……J?????H??… ，而磁感应强度B的散度为 0 。
………5. 电磁波的极化一般的情况是椭圆极化波，它的两种特殊情况是 直线 极化波和 ……密…-------圆------极化波。 ……
…二、选择题（每小题3分，共15分）
………1、介电常数为?的介质区域中，静电荷的体密度为?，已知这些电荷产生的电场为?……（x,y,z），而D?…??E?，则下面正确的是（ C ）。
……A． ??D??0 B．??E???/???0 C．??D?? D．??D??/?
2. 磁感应强度B??e???2z)?e?x3x?ey(3yz(y?mz)，式中的m值应为（ D ）。
电磁场与电磁波 （共4页） A．???f?? B．???f?? C．??f?? D．???f?? 5. 电偶极子的远区辐射场是（ C ）。
A．非均匀平面波 B．均匀平面波 C．非均匀球面波 D．均匀球面波
三、解答题（每小题15分，共计15分） 1. 论述导电媒质中均匀平面波的传播特点。 答：（1）电场和磁场与传播方向垂直； （2）电场与磁场的振幅呈指数衰减； （3）波阻抗为复数，电场与磁场不同相位； （4）电磁波相速与频率有关；
（5）平均电磁场能量密度大于平均电场能量密度。 四、计算题（每小题12分，共60分）
1.一均匀平面波自空气中垂直入射到半无限大无耗介质表面上，已知空气中合成波的驻波比为3，介质内透射波的波长是空气中波长的1/6，且介质表面上为合成波电场的最小点，求介质相对磁导率?r和相对介电常数?r。
答案：驻波比为S?1??1???3???12由于界面上是合成波的最小点，故???12，又因为???2??1??，?1?2?r?11??0?120???2??0???r?0??,213?2?r?r9 又因为??02????0??rr?r6?r?36所以有：?r?2,?r?18
2.设计一个矩形谐振腔，使在1GHZ及1.5GHZ分别谐振于两个不同模式上。
电磁场与电磁波 （共4页）
………………………………密………………………………封………………………………线………………
3.有一均匀平面波，在
???0,??4?0,??0的媒质中传播，电磁场与电磁波 （共4页）
其电场强度
E?Emsin(?t?kz??3)，若已知频率f=150MHZ，平均功率密度为0.265?W/m3。求（1）.
电磁波的波数、相速、波长和波阻抗；（2）t=0,z=0时电场的值。
4.两块无限大导体平板分别置于X=0和X=d处，板间充满电荷，其体电荷密度为
电磁场与电磁波 （共4页）