南京理工大学电磁场与电磁波实验报告

电磁场与电磁波实验

班级 学号 姓名

08020804 2008301914 夏益锋

反射实验

2008301918 张筠鹏

2008301919 赵伟

第一章 反射实验

? 实验原理

当微波遇到金属板时将会发生全反射，本实验就是以一块金属板作为障碍物，来研究当微波以某一入射角投射到金属板时，所遵守的反射定律。

? 实验报告

?1?2极化 入射角φ1 理论反射角φ2 实测反射角φ2 φ2-φ2测 水平极化 45 45 47.4 2.4 垂直极化 45 45 47.5 2.5 ? 误差分析： 1． 仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水平

极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。 2． 人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差

3． 周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。 4． 由于误差较小，在允许范围内。

1

电磁场与电磁波实验 衍射实验

第二章 衍射实验

? 实验原理：

当一束平面波垂直入射到一个狭缝，狭缝的宽度和波长可以比拟时，它就会发生衍射现象。

极小值：

a?sin??n??

??极大值：a

电磁场与电磁波实验报告

班级：

学号： 姓名： 同组人：

实验一 电磁波的反射实验

1.实验目的：

任何波动现象（无论是机械波、光波、无线电波），在波前进的过程中如遇到障碍物，波就要发生反射。本实验就是要研究微波在金属平板上发生反射时所遵守的波的反射定律。 2.实验原理：

电磁波从某一入射角i射到两种不同介质的分界面上时，其反射波总是按照反射角等于入射角的规律反射回来。

如图（1-2）所示，微波由发射喇叭发出，以入射角i设到金属板MM?,在反射方向的位置上，置一接收喇叭B，只有当B处在反射角i?约等于入射角i时，接收到的微波功率最大，这就证明了反射定律的正确性。

3.实验仪器：

本实验仪器包括三厘米固态信号发生器，微波分度计，反射金属铝制平板，微安表头。

4.实验步骤： 1） 2） 3） 4）

将发射喇叭的衰减器沿顺时针方向旋转，使它处于最大衰减位置； 打开信号源的开关，工作状态置于“等幅” 旋转衰减器看微安表是否有将金属

南京理工大学 工程电磁场导论 习题

静电场习题课

1．如图示真空中有两个半径分别为R1和R2的同心导体球壳，设内、外导体球壳上分别带有

净电荷Q1和Q2，外球壳的厚度忽略不计，并以无穷远处为电位参考点，试求：

?0(1）导体球壳内、外电场强度E的表达式；

R2R1(2）内导体球壳(r?R1)的电位?。

2.真空中有一个半径为3cm的无限长圆柱形区域内，有体密度

OQ1?0??10 mCr?3cm, r?4cm处m均匀分布的电荷。求：r?2cm, 3Q2的电场强度E。 3.内导体半径为2cm和外导体的内半径为4cm的球形电容器，其间充满介电常数??2r的电介质。设外导体接地，而内导体带电，试求电容器介质内某点电位为内导体电位的一半时，该处的?值。

?aFm

4.一同轴线内圆柱导体半径为a，外圆柱导体半径为b，其间填充相对介电常数?r?质，当外加电压为U(外导体接地）时，试求：

(1)介质中的电通密度（电位移）D和电场强度E的分布； (2)介质中电位?的分布；

5. 图示空气中一输电线距地面的高度h?3m，输电线的半径为a?5mm，输电线的

的介

轴线与地面平行，旦对地的电压为U?3000V，试求地面上感应电荷分布的规律。(?0?8.85?10?12F

南京理工大学 工程电磁场导论 习题

静电场习题课

1．如图示真空中有两个半径分别为R1和R2的同心导体球壳，设内、外导体球壳上分别带有

净电荷Q1和Q2，外球壳的厚度忽略不计，并以无穷远处为电位参考点，试求：

?0(1）导体球壳内、外电场强度E的表达式；

R2R1(2）内导体球壳(r?R1)的电位?。

2.真空中有一个半径为3cm的无限长圆柱形区域内，有体密度

OQ1?0??10 mCr?3cm, r?4cm处m均匀分布的电荷。求：r?2cm, 3Q2的电场强度E。 3.内导体半径为2cm和外导体的内半径为4cm的球形电容器，其间充满介电常数??2r的电介质。设外导体接地，而内导体带电，试求电容器介质内某点电位为内导体电位的一半时，该处的?值。

?aFm

4.一同轴线内圆柱导体半径为a，外圆柱导体半径为b，其间填充相对介电常数?r?质，当外加电压为U(外导体接地）时，试求：

(1)介质中的电通密度（电位移）D和电场强度E的分布； (2)介质中电位?的分布；

5. 图示空气中一输电线距地面的高度h?3m，输电线的半径为a?5mm，输电线的

的介

轴线与地面平行，旦对地的电压为U?3000V，试求地面上感应电荷分布的规律。(?0?8.85?10?12F

南京理工大学 工程电磁场导论 习题

静电场习题课

1．如图示真空中有两个半径分别为R1和R2的同心导体球壳，设内、外导体球壳上分别带有

净电荷Q1和Q2，外球壳的厚度忽略不计，并以无穷远处为电位参考点，试求：

?0(1）导体球壳内、外电场强度E的表达式；

R2R1(2）内导体球壳(r?R1)的电位?。

2.真空中有一个半径为3cm的无限长圆柱形区域内，有体密度

OQ1?0??10 mCr?3cm, r?4cm处m均匀分布的电荷。求：r?2cm, 3Q2的电场强度E。 3.内导体半径为2cm和外导体的内半径为4cm的球形电容器，其间充满介电常数??2r的电介质。设外导体接地，而内导体带电，试求电容器介质内某点电位为内导体电位的一半时，该处的?值。

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4.一同轴线内圆柱导体半径为a，外圆柱导体半径为b，其间填充相对介电常数?r?质，当外加电压为U(外导体接地）时，试求：

(1)介质中的电通密度（电位移）D和电场强度E的分布； (2)介质中电位?的分布；

5. 图示空气中一输电线距地面的高度h?3m，输电线的半径为a?5mm，输电线的

的介

轴线与地面平行，旦对地的电压为U?3000V，试求地面上感应电荷分布的规律。(?0?8.85?10?12F

南京理工大学 工程电磁场导论 习题

静电场习题课

1．如图示真空中有两个半径分别为R1和R2的同心导体球壳，设内、外导体球壳上分别带有

净电荷Q1和Q2，外球壳的厚度忽略不计，并以无穷远处为电位参考点，试求：

?0(1）导体球壳内、外电场强度E的表达式；

R2R1(2）内导体球壳(r?R1)的电位?。

2.真空中有一个半径为3cm的无限长圆柱形区域内，有体密度

OQ1?0??10 mCr?3cm, r?4cm处m均匀分布的电荷。求：r?2cm, 3Q2的电场强度E。 3.内导体半径为2cm和外导体的内半径为4cm的球形电容器，其间充满介电常数??2r的电介质。设外导体接地，而内导体带电，试求电容器介质内某点电位为内导体电位的一半时，该处的?值。

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4.一同轴线内圆柱导体半径为a，外圆柱导体半径为b，其间填充相对介电常数?r?质，当外加电压为U(外导体接地）时，试求：

(1)介质中的电通密度（电位移）D和电场强度E的分布； (2)介质中电位?的分布；

5. 图示空气中一输电线距地面的高度h?3m，输电线的半径为a?5mm，输电线的

的介

轴线与地面平行，旦对地的电压为U?3000V，试求地面上感应电荷分布的规律。(?0?8.85?10?12F

华南理工大学

2005年攻读硕士学位研究生入学考试试卷

（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：电磁场与电磁波

适用专业：通信电磁学 电磁场与微波技术

一． 判断题（每小题2分，共20分）

1、 在静电场中电力线不是闭合的曲线，所以在交变场中电力线也是非闭合的曲线。

（ ） 2、 根据E????，Φ>0处,E<0; Φ<0处,E>0; Φ=0处,E=0。（ ）

‘

3、 恒定电场中，电源内部存在库仑场E和非库仑场E，两者的作用方向总是相反。

（ ）

???B4、 法拉第电磁感应定律??E??反映了变化的磁场可以产生变化的电场

?t（ ）

1n5、 根据恒定磁场能量计算公式：Wm???kIk可知，I=0的区域内磁场能量为0。

2k?1（ ）

6、 达朗贝尔方程解的形式中同时包含泊松方程与齐次方程解的形式。（ ）

7、 均匀平面波的等相位面和等振幅面都是平面且相互重合。（ ）

8、 当平面电磁波垂直入射到理想导体平面时，会在导体以外的空间形成驻波，驻波

的特点之一是平均能流密度为零。（ ）

9、 圆形载流线圈在远处一点的磁场相当于一个磁偶极子的磁场。（ ）

?10、 在理想导体与理想介质的分界面

电磁场与电磁波

教 案

: 课程: 电磁场与电磁波

第7章 非导电介质中的电磁波课时:6学时

武汉理工大学信息工程学院

教师：刘岚

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内容

电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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电磁场与电磁波

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.引言

电与磁的对偶性是指电场与磁场之间的一种对称关系，它们之间虽然用来描述这两种场的有关物理量概念不同，但是在一定条件下，可以用相同的数学模型来描述。我们在研究电磁

场的过程中会发现，电与磁经常是成对出现的，电场与磁场的分析方法也有相当的一致性例如，在静电场中，为了简化电场的计算而引入标量电位，在恒定磁场中，也仿照静电场，可以在无源区引入标量磁位，并将静电场标量电位的解的形式直接套出来，因为它们均满足拉普拉斯方程，因此解的形式也必完全相同这样做的理论依据是二重性原理，所谓二重性原理就是如果描述两种不同物理现象的方程具有相同的数学形式它们的解答也必取相同的数学形式。在求解电磁场问题时，如果能将电场与磁场的方程完全对应起来，即电场和磁场所满足的方程在形式上完全一样，则在相同的条件下，解的数学形式也必然相同这时若电场或磁场的解式已知，则很方便地得到另一场量的解式

在早期的研究中，人们认识电与磁都是从单方面进行研究的，既是分立的。然而，随着电流磁效应的发现后，认识到电流与磁场之间存在着相互联系，再接着法拉第的电磁感应定律又揭示了变化的磁通与感应电动势之间的联系。综合上两种现象，存在着“磁生电，电生磁”这种初步的对称。直到后来在麦克斯韦综合前人的理论的

安徽理工大学电磁场与电磁波期末考试试题2

一. 填空题（每空2分,共40分）

1．一般来说，电场和磁场共存于同一空间，在 静止 和 恒定 的情况下，电场和磁场可以独立进行分析。

2如果穿过闭合面S的通量不为0，则说明闭合曲面包围的体积内有 净流量流出或流入 。如果通量大于0，则表示每秒有 净流量流出 ，体积内有 源 ，反之，若通量小于0，则表示每秒有 净流量流入 ，说明体积内有 沟或负源 。

3． 分离变量法是一种重要的求解微分方程的方法，这种方法要求待求的偏微分方程的解可以表示为 3个 函数的乘积，而且每个函数仅是 一个 坐标的函数，这样可以把偏微分方程化为 常微分方程 来求解。

4．静电场的边值问题是在给定边界条件下求 泊松方程 或 拉普拉斯方程 。这种求解方法称为偏微分方程法。

5．传输线的工作状态分为 3 种，分别为 行波 ， 驻波 ， 行驻波 。 6．无界的介质空间中场的基本变量B和H是 连续可导的 ，当遇到不同介质的分界面时，B和H经过分解面时要发生 突变 ，用公式表示就是

，

。

二．简述