《电磁场理论与微波技术答案》

电磁场理论与微波技术06-07年试卷答案及评分标

准

一.

1.0，1，－x e ，0

2.?＝x e x ??＋y e y

??＋z e z ??；一阶矢性微分算子 3.0s

J dS ?=? ；0J ??=

4.12n n J J =；12t t E E =

5.磁感应强度B(r)；磁场强度H(r)

二.

√×√×√√√×√√

三.

1.力线上任意点的切线方向必定与该点的矢量方向相同，即(dr/dl)? F(r)=0，上式乘以dl 后，得dr ?F(r)=0，式中dr 为力线切向的一段矢量，dl 为力线上的有向微分线段。在直角坐标系内可写成()()()

x y z dx dy dz r r r F F F == 2.矢量A 沿场中某一封闭的有向曲线l 的曲线积分为环量，其旋度为该点

最大环量面密度。l l

A dl I =??

，rot A =??A 3.120

12212()4||r l l d d F l l e I I r πμ??=?? ；024||

r

Idl d B e r πμ?= 4.静电场是无旋的矢量场，它可以用一个标量函数的梯度表示，此标量函数称为电位函数。静电场中，电位函数的定义为E grad ??=-=-? 5. 0s B ds =? ；0B ??=；c

H dl I =? ；H J ??=

6. 由于()0A ???= ，而0B ?= ，所以令B A =??，A 称为矢量磁位，它是一

个辅助性质的矢量。从确定一个矢量场来说，只知道一个方程是不够的，还需要知道A 的散度方程后才能唯一确定A ，在恒定磁场的情况下，一般总是规定0A ?= ，这种规定为库仑规范。

四.

()()rot A A A A ????=??=??+??

而

32222232234222(3)33)03630918603x y z x y z x y z x y z e e e d d d A xy x y e y e x yz e dx dy dz x yz xy e e e A xy x x y e x y e x y ze x yz xy ??? ? ???==+-+ ? ? ????? ???==-+ ? ???

所以

2232()()3[(9)95]x y z rot A A x y x x e ye x ze ??=??=--+

五．

由高斯定律可知

据题意上下端面

、

的面法线方向与电场方向垂直，则上式中对

、的积分等于零，而侧面面的法线方向与电场方向平行，则

封闭面内包含的总电荷量q 为

，所以

六.

球外空间的电位满足拉普拉斯方程，边界条件是，；，

。因电位及其场均具有对称性，即 ,故拉普拉斯方程

为

对上式直接积分得：

由于，，故，为了决定常数，利用边界条件，得

，

因此

众所周知，带电导体是一个等电位体，故上式中r a区域内电位处处等于U。由电场强度E(r)可求得电位的负梯度得到