每个方程的物理意义:
(a) 安培环路定理,其物理意义为分布电流和时变电场均为磁场的源。 (b) 法拉第电磁感应定律,表示时变磁场产生时变电场,即动磁生电。
(c) 磁场高斯定理,表明磁场的无散性和磁通连续性。 (d)高斯定理,表示电荷为激发电场的源。
2、简述在无限大导电媒质中传播的均匀平面电磁波的特征。 答:导电介质中均匀平面电磁波性质:
(1) 电磁波为横电磁波,电场E、磁场H与电磁波传播方向n三者之间相互正交,且满足右手螺旋关系;
(2) 媒质的特性阻抗为复数,电场E与磁场H之间存在相位差; (3) 相速与频率有关,损耗媒质为色散媒质,且电磁波为衰减的行波。
3、简述在无耗媒质中传播的均匀电磁波的特征。 答:理想介质均匀平面电磁波性质
(1) 电磁波为横电磁波,电场E、磁场H与电磁波传播方向n三者之间相互正交,且满足右手螺旋关系;
(2) 媒质的特性阻抗为实数,电场E与磁场H同相;
(3) 为无衰减的行波。
(4)电磁波传播的速度取决于媒质参数本身,与其他因素无关,在自由空间中其行进的速度等于光速。
五、计算题
1、一个有两层介质(?1,?2)的平行板电容器,两种介质的电导率分别为?1和?2,电容器极板的面积为S。当外加压力为U时,求: ⑴电容器的电场强度;
⑵两种介质分界面上表面的自由电荷密度; ⑶电容器的漏电导;
⑷当满足参数是?1?2??2?1,问G/C=?(C为电容器电容) 解:⑴由E1D1?E2D2?U,J1n?J2n,得
E1??2Ud2?1?d1?2,E2??1Ud2?1?d1?2
⑵两介质分界面的法线由1指向2
由?2E2??1E1??s,得 ?s=
?2?1Ud2?1?d1?2??1?2Ud2?1?d1?2
⑶由J?IS?1IS??1E1,知
??2Ud2?1?d1?2
G=
IU=
?1?2Sd2?1?d1?2D1SU
⑷C?QU?=
?1?2Sd2?1?d1?2
G/C=
?1?1
2、将一无穷大导体平板折成如图的90°角,一点电荷Q位于图中(1, π/6)点处,求所有镜像电荷的大小和位置并在图中标出。 解:在如图的极坐标系中,三个镜像
电荷的大小和位置分别为: Q1 = -Q ,位置:(1, 5π/6) Q2 = Q ,位置:(1, -5π/6) Q3 = -Q ,位置:(1, -π/6)
Q2 o Q3 Q1 Q (1,π/6) r
3、将一无穷大导体平板折成90°角并接地,两点电荷Q1=Q2=5C位于角平分线上距离顶点1m和2m处,现欲运用镜像法求两点电荷所在区域内的场。 (1)请在图中标出所有镜像电荷的位置; (2)请写出各镜像电荷的电量;
Q 6 (3)请写出各镜像电荷的坐标。 Q2 Q5 Q1 π/4 o Q7 Q8 Q3 Q4
r
解:镜像电荷Q3 、Q4 、Q5 、Q6 、Q7 、Q8 的电量分别为:
Q3=Q4=Q5=Q6=-5C, Q7=Q8=5C 各镜像电荷的坐标分别为: Q3: (
22,?22222), Q4: (2,?2) Q5: (?222,), Q6: (?2,2) 2Q7: (?,?2), Q8: (?2,?2)
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