工程电磁场导论 习题课 南京理工大学(2)

2019-04-22 22:30

南京理工大学 工程电磁场导论 习题

时变电磁场习题课

1.无源真空中,已知时变电磁场的磁场强度H(r,t为);

H(r,t)?exA1sin(4x)cos(?t??y)?ezA2cos(4x)sin(?t??y) A/m,其中A1、A2为常

数,求位移电流密度Jd。

2.在均匀导电媒质(介电常数?,磁导率?,电导率?)中,若忽略位移电流,证明:电场强度

E和磁场强度H满足微分方程为:

?E?2?E??????t ??H??2H?????t?

3.如图所示,一尺寸为a?b的矩形线框与无限长直导线共面:

(1)若长直导线中载有电流i?Imsin?t,求矩形线框中感应电动势的大小。 (2)求两导体的互感系数。

(3)若长直导线不载电流,而矩形线框中载有电流i?Imsin?t,那么长直导线上的感

应电动势为多少?

4.如图所示,一个尺寸为a?b的矩形线框位于载有反向电流i?Imcos?t的平行双导线之间

并与其共面,求线框中的感应电动势e。

5.在线性各向同性的无损耗均匀媒质中,写出用E和H表示的无源麦克斯韦方程组的微分

形式,并由此推导出E和H所满足的波动方程,媒质的介电常数为?,磁导率为?,电

导率为零。

6.球形电容器的内、外半径分别为R1、R2,电极间的介质为空气。设电极间外加缓变电压

u?Ume?tzi0ziii0bxbxcacad??为常数。,(1)求内外导体之间的电场强度E;(2)求电容器的位移电流id.

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南京理工大学 工程电磁场导论 习题

准静态场随堂测验

1、 半径为1cm的铜导线(??5.80?107S计算其交流电阻。

2、 球形电容器的内、外半径分别为R1、R2,电极间的介质为空气。设电极间外加缓变电

压u?Umsin?t,求电容器的位移电流id。

3、 面积为A的平行圆形极板电容器,板间距离为d,外加低频电压uS?Umcos?t,

m),通过频率分别为50HZ和1MHZ的正弦交流电,

板间介质的电导率为?,介电常数为?。求电源提供的复功率S。

4、 细长空心螺线管半径为a,单位长度N匝,媒质参数分别为?=0、?0、?0。设线圈中

电流为i(t)?I0e?t?,线圈电流缓慢变化,求螺线管内媒质中的:

(1)磁场强度H(t);(2)电场强度E(t);(3)坡印亭矢量S(t)

5.写出磁准静态场所满足的电磁场方程组微分形式。并且由此推导出磁场H所满足的扩散方程。已知矢量恒等式:????F??(??F)??F。

6. 研究准静态场问题。要求:

(1)写出电准静态场微分形式的基本方程组; (2)写出洛伦兹条件的表达式;

(3) 证明:在电准静态场中,矢量位A和标量位?均满足泊松方程,即

??2A???0J?? ?2??????0?2已知矢量恒等式??(??A)??(??A)??A

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南京理工大学 工程电磁场导论 习题

电磁波习题课

1. 已知无限大完纯介质中均匀平面波的电场强度瞬时值为

E?5sin(2??10t?2?z)8exV/m,设介质的相对磁导率为?r?1。求相对介电常

数?r,并写出磁场强度的瞬时表示式。

2. 已知理想介质中均匀平面波的磁场强度瞬时值为

8H?0.04sin(2??10t?2?z)eyA/m,设介质的相对磁导率?r?1,求相对介电常数

?r,并写出电场强度的瞬时表达式。

3. 均匀平面波磁场强度H的振幅为

13?以相位系数30 rad/m在空气中沿?ez传播, A/m,

z?0时,H的取向为?ey,试写出E和H的表示式,并求出该波的频率和波当t?0 , 长。

4. 在线性各向同性的无损耗均匀媒质中,写出用E和H表示的无源麦克斯韦方程组的微分

形式,并由此推导出E和H所满足的波动方程,媒质的介电常数为?,磁导率为?,电导率为零。

5. 自由空间波长?0?0.3m的均匀平面波在导体内传播,已知铜的电导率

7??5.8?10s/m剩 相对介电常数?r?1,相对磁导率?r?1,试求:(1)波的透入深度

(趋肤深度);(2)铜的表面电阻Rs。

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