7???,???,??5.8?10s/m。 设金属导体的00解:
(1)在真空中,传导电流为0,因此由??H??D,得到位移电流为: ?tex?D?Jd????H??t?xHx ??ezey??y0ez?Hx???ez?z?y0?[0.15cos(9.36?108t?3.12y)]A/m2 ?y2 ??ez0.468sin(9.36?108t?3.12y)A/m2故Jd?0.468A/m (2)由??H??D,B??0H,得到位移电流为: ?tex?D11?Jd????B??t?0?0?x0ey??yByez?1?By?ez?z?0?x0
1? ?ez[0.8cos(3.77?102t?1.26?10?6x)]?0?x ?ez0.802sin(3.77?102t?1.26?10?6x)A/m2故Jd?0.802A/m (3)
2D??r?oE=5?0[ex0.9?106cos(3.77?102t?2.81?10?6z)]?ex5?8.85?10?12?0.9?10cos(3.77?10t?2.81?10z)62?6
?DJd???ex15?10?3sin(3.77?102t?2.81?10?6z)A/m2
?t故Jd?15?10A/m
?3216E=?e10sin(377t?117.1z)7x?5.8?10(4)
?2 ?ex1.72?10sin(377t?117.1z)V/mD??E=ex8.85?10?12?1.72?10?2sin(377t?117.1z)
J?DJd??ex15.26?10?14?377cos(3.77?102t?117.1z)?t
?122 ?ex57.53?10cos(3.77?10t?117.1z)A/m?122J?57.53?10A/m故d
2.27同轴线的内导体半径a=1mm,外导体的内半径b=4mm,内外导体间为空气,如图所示。假设内、外导体间的电场强度为
E?e?100?cos(108t?kz)V/m。(1)求与E相伴的H;(2)确定k
的值;(3)求内导体表面的电流密度;(4)求沿轴线0?z?1m区域内的位移电流。 ab 解:
(1)由麦克斯韦方程组得到??E???0?H,因此 ?t?H11?E?????E??e??t?0?0?z ??e?100k
?0?sin(108t?kz)100k8cos(10t?kz) 8?0??10?E得到 ?t将上式对时间t积分,得到H?e?(2)为确定k值,将上述H代入??H??0?E111????H?e?[?(?H?)]?t?0?0??z ??e?100ksin(108t?kz)8?0?0??102
100k28cos(10t?kz) 将上式对时间t积分,得到E?e?16?0?0??10将其与题中的E比较,得到k2??0?01016
1k?rad/m 因此:3同轴线内、外导体之间的电场和磁场表示为:
E?e?H?e?1001cos(108t?z)V/m ?31001cos(108t?z)A/m 120??3(3)将内导体视为理想导体,利用理想导体的边界条件即可求出内导体表面的电流密度
10018cos(10t?z)??a120??3
1 ?ez265.3cos(108t?z)A/m3Js?en?H?e??e?位移电流密度为:
Jd??0?E?1001??0[e?cos(108t?z)]?t?t?38.85?10?2 ??e??1sin(108t?z)A/m23
(4)在0?z?1m区域内的位移电流为:
id??Jd?dS??Jd?e?2??dz=?2??8.85?10s01?218sin(10t?z)dz?0311 =?2??8.85?10?2?3[cos(108t?z)]1031 ?0.55sin(108t?)A6
2.30煤质1的电参数为?1参数为?1矢量为en?4?0,?1?2?0,?1?0;煤质2的电
?2?0,?1?3?0,?1?0。两种煤质分解面上的法向单位
?ex0.64?ey0.6?ez0.48,由煤质2指向煤质1。若已
知煤质1内邻近分解面上的点P处的磁感应强度
B1?(ex?2ey?3ez)sin300tT,求B1n,B1t,B2n,B2t。
解:B1在分界面法线方向的分量为:
P点处下列量的大小:
B1n?B1?en?(ex?2ey?3ez)?(ex0.64?ey0.6?ez0.48)?2TB1t?B12?B12n?3.16T
?B1n?2T
利用磁场边界条件,得到B2n?23利用磁场边界条件,得到B2t??B1t?2?3.16?4.74T
12.31煤质1的电参数为?1为理想导体(?2?5?0,?1?3?0,?1?0;煤质2可视
y=0为理想导体表面,y>0的区域(煤
??)。设
8E?e20cos(2?10t?2.58z)V/m,试质1)内的电场强度为y计算t=6ns时:(1)点P(2,0,0.3)处的面电荷密度?s;(2)点P处的H;(3)点P处的面电流密度Js。 解:(1)
?s?en?Dy?0,z?0.3?9?ey?ey20?5?0cos(2?108t?2.58z)2
?80.6?10C/m(2)由??E????H,得到 ?t?Ey?H111?????E??(?ex)?ex[20cos(2?108t?2.58z)]?t???z3?0?z ?ex120?2.58sin(2?108t?2.58z)3?0
对时间t积分,得到
H?ex13?020?2.58?sin(2?108t?2.58z)dt ??ex20?2.588cos(2?10t?2.58z)83?0?2?10
??ex62.3?10?3A/m(3)Js?en?Hy?0?ey?(exHx)?3?e62.3?10A/m y?0z