《2019 西南大学 [1081]《电磁场与电磁波》 大作业 参考 答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019 西南大学 [1081]《电磁场与电磁波》 大作业 参考 答案（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、 分析题（共15分）1、 阐述任意理想介质中均匀平面电磁波的传播特性，阐述斜入射的均匀平面波可以分解为哪两个正交的线极化波，以及矩形波导的传播特性参数有哪些？ 答：任意理想介质中均匀平面电磁波的传播特性：a）均匀平面电磁波的电场强度矢量和磁场强度矢量均与传播方向垂直，没有传播方向的分量，即对于传播方向而言，电磁场只有横向分量，没有纵向分量。这种电磁波称为横电磁波或称为TEM波。（b）电场、磁场和传播方向互相垂直，且满足右手定则。（c）电场和磁场相位相同，波阻抗为纯电阻性。（d）复坡印廷矢量为：从而得坡印廷矢量的时间平均值为平均功率密度为常数，表明与传播方向垂直的所有平面上，每单位面积通过的
2、平均功率都相同，电磁波在传播过程中没有能量损失(沿传播方向电磁波无衰减)。(e) 任意时刻电场能量密度和磁场能量密度相等，各为总电磁能量的一半。解释题（共5分）1、库仑定律答：库仑定律：真空中任意两个点电荷和之间作用力的大小与两个电荷的电荷量成正比，与两个电荷超高的平方成反比；作用力的方向沿两个电荷的连线方向，同性电荷排斥，异性电荷相吸。二、 计算题（共4题，每题40分，任意选做2题）1、(1) 给定矢量，求， (2) 一个半径为a的球体均匀分布着体电荷密度()的电荷，球体内外介电常数均为，求球体内外的电场强度及电位分布。解：（1） （2）解：采用球坐标系分析本题（只涉及了一个变量半径r，并未
3、涉及其他角度变量）。在ra的区域，高斯面是一个与这个球体相同球心，以r为半径的球面，所包围的电荷是 ，（）求解电势：由于电荷分布在有限区域，可选无穷远点为参考点。则在ra时2、(1) 给定矢量，求， (2)单匝矩形线圈置于时变场中，如图所示。初始时刻，线圈平面的法向单位矢量与y轴成角。求：a) 线圈静止时的感应电动势；b) 线圈以速度绕x轴旋转时的感应电动势。解：（1）（2）a）解：线圈静止时，穿过线圈的磁通为由式（2.59），故感应电动势为B）线圈以角速度绕x轴旋转时，法向单位矢量的方向随时间变化。在时刻，与y轴的夹角,所以故感应电动势为3、(1) 给定矢量，求， (2)一个半径为的导体球的电位为，设无穷远处为零电位。求球内、外的电位分布。4、(1) 给定矢量，求， (2)半径为a的无限长直导线通有电流I，试计算导体内外的磁场强度。- 8 -
