皖西学院07级电磁场与电磁波

皖西学院06—07学年度第1学期期末考试试卷（A卷）

……………… …………………… 该是（ ）。

A．等于光速C B．等于C/2 C．等于 机电 系 专业 科 级 电磁场与电磁波 课程

题号 得分 一 二 三 四 总分 统分人 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（ ）。

。 。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 封 密 级 级班班……一、填空题（每小题2分，共10分） …得分 评卷人 …线 …

…1. 矩形波导管中只能传输 波模和 波模的电磁波。

……2. 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 ，在此深…度上电场的振幅将变为进入海水前的 倍。

………3. 自由空间中原点处的源（?或J）在t时刻发生变化，将在 时刻影响到r处………的位函数（?或A）。

…封…4. 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? = ，透射系数? = 。

……?…5. 极化强度为P的电介质中，极化体电荷密度?p= ，极化面电荷密度?sp= …… 。 …

……得分 评卷人 二、选择题（每小题2分，共10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（ ）。

………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（ ）。

……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

电磁场与电磁波 （共4页） A．?13 B．13 C．223 D．?3 5. 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

f?2c?12?u?(m?2na)?(b)，工作频率为f的电磁波在该波导中传播的条件是（ ）。 A．f=fc B．f＞fc C．f＜fc D．f≤fc

得分 评卷人 三、解答题（每小题10分，共计20分）

1、论述平行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。 2、试说明为什么单导体的空心或填充电介质的波导管不能传播TEM波。

得分 评卷人 四、计算题（每小题12分，共60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。

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。

电磁场与电磁波 （共4页）

………………………………密………………………………封………………………………线……………… 3. 在均匀外电场E?e xEo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，求介质圆柱体内外的电位函数。

Y P（?,?） E? 0

?

? X

a ? ??

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TE 10模的工作 频率至少有30%的安全系数，即0.7f 02?f?1.3f01，此处f01,f02分别表示TE01波和

TE 02波模的截止频率。

5．均匀直线式天线阵的元间距d??O

2，如要求它的最大辐射方向在偏离天线阵轴线±60 的方向，问单元之间的相位差应为多少？

电磁场与电磁波 （共4页） 4页） 电磁场与电磁波 （共

皖西学院06—07学年度第1学期期末考试试卷（B卷）

……………… …………………… 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 C．导体板的几何形状 D．两导体板的相对位置 4. 穿透深度?与电磁波频率及媒质参数的关系是（ ）。 A．???f?? B．?? 机电 系 专业 科 级 电磁场与电磁波 课程

题号 得分 一 二 三 四 总分 统分人 ?f?? C．??2?1 D．?? f???f?? 。 。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 封 密 级 级班班……2分，共10分） …得分 评卷人 一、填空题（每小题… 线 …

…1. 双线传输的负载电阻ZL=ZO时（特性阻抗），传输线工作在 状态；而终端短路（ZL=0）……时，则工作在 状态。

……???…2. 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 ，而磁……?…感应强度B的散度为 。

……3. 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的关系封…为 ，与坐标?的关系为 。

……4. 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? = ，透射系数? = 。

……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 极化波和 ……-------------极化波。 …

……得分 评卷人 二、选择题（每小题2分，共10分）

密……

………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（ ）。

……A． ??D??0 B．…??E???/?? D．??D?0 C．??D?? ??/?

……2. 磁感应强度B??e???x3x?ey(3y?2z)?ez(y?mz)，式中的m值应为（ ）。

A．m=2 B．m=3 C．m=4 D．m=6

电磁场与电磁波 （共4页） 5. 电偶极子的远区辐射场是（ ）。

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 得分 评卷人 三、解答题（每小题10分，共计20分）

1. 论述导电介质中均匀平面波的传播特点。

2. 传输线有哪几种工作状态？在什么条件下，传输线工作在行波状态？行波状态下无损

耗线有什么特点？

得分 评卷人 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。

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。

3.有一均匀平面波，在

???0,??4?0,??0的媒质中传播，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。

电磁场与电磁波 （共4页）

………………………………密………………………………封………………………………线……………… 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

???0，极板的电位分布设为0和U dx0，如图所示，求两板间电位和电场强度。

Y

??0 ?(x) ??U 0

0 d X

--

5.电偶极子远区辐射场表达式为：EIl?0 ??j2?rsin?e?jkr,H?jIl?2?rsin?e?jkr,试求辐射 功率和辐射电阻。

电磁场与电磁波 （共4页） 4页） 电磁场与电磁波 （共

皖西学院06—07学年度第1学期期末考试试卷（C卷）

……………… …………………… C．边界条件是否保持不变 D．同时选择B和C

3. 均匀平面波从空气中垂直入射到理想介质（??2.25?0,???0,??0）表面上，则电场反射系数为（ ）。

A．??? 机电 系 专业 科 级 电磁场与电磁波 课程

题号 得分 一 二 三 四 总分 统分人 1294 B． ??? C． ??? D．???55135

。 。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，题 名姓 ， 题答名 答要姓 要不 不内 内线 线封密 封 密 级 级班班………得分 评卷人 一、填空题（每小题2分，共10分） …线 …

…??…1. 理想介质分界面上电场强度…E满足的边界条件是 ，电位移矢量D满足的边…界条件是 。

……2. 两个同频率、同方向传播，极化方向相互垂直的直线极化波的合成波为圆极化波，则这……两个直线极化波的振幅为 ，相位差为 。

…?…3. 已知体积为V的媒质的磁导率为…?，其中的恒定电流J分布在空间，产生于该体积内封…??…的磁场分布为B和H，则该体积内的静磁能量密度为 ，体积内总静磁能量……为 。 …4. 电偶极子的远场区域指的是 区域；在远场区，电场强度的振幅与距离r成 ……-----------------关系。

……5. 均匀平面波由空气中垂直入射到理想介质（…???0,??4?0,??0）表面上时，反射……系数? = ，透射系数? = 。 密… ……得分 评卷人 二、选择题（每小题2分，共10分）

…… …

…1. 电偶极子的远区辐射场是有方向性的，其方向性因子为（ ）。

………cos(?cos?)…A．cos? B．sin? C．sin2? D．2…sin?

2. 用镜像法求解电场边值问题时，判断镜像电荷的选取是否正确的根据是：（ ）

A．镜像电荷是否对称 B．电位?所满足方程是否改变

电磁场与电磁波 （共4页） 4. 横截面尺寸为a×b的矩形波导管，介质的截止波长为??c?2，若工

(m?)2?(n?)2ab作波长为?，则电磁波在该波导中传播的条件是（ ）。

A．???c B．???c C．???c D．???c

5.若传输线工作在混合波状态，则传输线终端反射系数?2，电压驻波系数S满足关系是：（ ）

（A）?2?0,S?1 （B）?2?1,S??（C）?2?1,1?S??（D）?2?1,1?S??

得分 评卷人 三、解答题（每小题10分，共计20分）

1、写出在洛仑兹条件下达朗贝尔方程式，阐述它的物理意义。

2、论述电偶极子辐射远场区的性质。 得分 评卷人

四、计算题（每小题12分，共60分）

1.均匀平面波自空气中垂直入射到两种无耗电介质界面上，当反射系数与透射系数的

大小相等时，其驻波比等于多少？

2. 一空气填充的圆柱形波导，周长为25.1厘米，其工作频率为3GHZ，求该波导内可能传播的模式。

电磁场与电磁波 （共4页）

………………………………密………………………………封………………………………线……………… 3. 如图所示，接地导体球半径为a，在球外距球心为d处置放一点电荷q，求球外电位分 布和球面上感应电荷面密度? s。（球外为空气）

0o0 q z a a d d d

4.在空气中，一均匀平面波的波长为12cm，当波进入某无损耗媒质中传播时，其波长减小 为8cm，且已知在媒质中的E和H的振幅分别为50V/m和0.1A/m，求该平面波的频率和 媒质的相对磁导率和相对介电常数。

5.二元天线阵如图所示，设d?? 4,??900,Ij?2?mI1e，m为激励电流振幅比，求阵因

子。

z

P(r,?,?)

(1) ? r1 r2 d 0 y

(2) P? ? x

电磁场与电磁波 （共4页） 4页） 电磁场与电磁波 （共

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