电动力学常考题型

发布 2021-04-30 12:00:28 阅读 7715

一、单项选择题。

1.非稳恒电流的电流线止于( b )

(a)负电荷增加的地方b)负电荷减少的地方;

(c)没有电荷的地方d)负电荷所在的地方。

2.稳恒电流磁场的能量密度等于( b )

(a); b); c); d)(a)和(b)都对。

3.磁场可以用矢势来描述,理由是( c )

(a)磁场是保守场; (b)磁场是有旋场;

(c)磁场是无源场; (d)静磁场和静电场完全对应。

4.电磁波在金属中的穿透深度( d )

(a); b); c); d)。

5.下列关于电磁辐射的说法中错误的是(a )

a)电场可以用标势来描述b)磁场可以用矢势来描述;

c)电磁相互作用具有规范不变性;

d)推迟势表明电磁相互作用具有有限的传播速度。

6.关于单色平面电磁波在良导体中的传播,下列说法中正确的是( c )

a)单色平面波是横波; (b)和振幅比为;

c)相速与频率有关d)和同相。

7.下列现象中不属于超导现象的是( d )

(a)同位素效应b)迈斯纳效应;

c)磁通量子化效应d)阿哈罗诺夫-玻姆效应。

8.量子力学中“纠缠光子”是向相反方向运动的一对光子,两光子的相对速度为。

c )(a); bcd)以上结果都不对。

二、填空题。

1.位移电流的实质是真空中位移电流密度。

2. 电导率为的导体中流有稳恒电流,设导体中任一点的电势为,则。

3.若两事件可以用低于光速的作用来联系,则两事件的间隔满足。

4.在矩形波导管内,,能够传播型波的最长波长为能够传播型波的最低波模为。

5.磁介质1()与磁介质2()的分界面是的平面。若已知介质1中的磁场强度矢量(),则介质2中的磁感应强度矢量应为。

6.对单色平面电磁波,在洛仑兹规范下,标势和矢势的关系为。

7.给定电磁场的标势和矢势,则。

8.写出下列方程的协变形式:

1)洛仑兹规范。

2)麦克斯韦方程:和。

三、(10分)证明均匀介质内部的磁化电流密度总是等于自由电流密度的倍。

四、(10分)设地球上诞生一婴儿甲,火星上诞生一婴儿乙,乙比甲晚生分钟,地球和火星的距离为万公里,如果有一飞船以的速度从地球匀速直飞火星,试问飞船上的观察者认为乙和甲谁大?大多少?并判断你的计算结果是否违背因果关系。

五、(10分)推导图示矩形波导管内时谐场满足的亥姆霍兹方程及边界条件。

六、(10分) 一天线长为,由中心馈电,以为原点,沿天线取轴。天线上的电流分布为:

已知,求天线辐射的电磁场、平均辐射能流密度、辐射总功率和辐射电阻。

提示:电偶极辐射的磁场)

七、 (12分)半径为、处于迈斯纳态的超导球置于均匀磁场中,求外部真空中的磁场分布,以及球面上的超导电流分布。

一、单项选择题。

二、填空题。

1.变化的电场,

6. 或。

三、(10分)解3分)

而3分)所以 (4分)

四、(10分)解:已知:

由洛仑兹变换,有:

(6分)飞船上的观察者认为甲比乙晚生2分)

由于: 所以甲乙无因果关系,故两人的说法都对,不违背因果关系2分)

五、(10分)解:设时谐场。

由麦克斯韦方程: 有:

2分)两边取旋度,有:

又由麦克斯韦方程:,且,所以。

2分)考虑到,有:

而,并令,所以有:

(2分)在导体分界面上,同时,因而有。

时2分)时2分)六、(10分)解:,此时天线的辐射可看作电偶极辐射 ,复电流为,所以电偶极辐射的变化率为:

2分)辐射的电磁场:

2分)平均辐射能流密度为:

(2分)电偶极辐射的功率为:

(2分)辐射电阻2分)

七、(12分)解:以球心为原点,方向为极轴,建立球坐标系。因球内,球外为无电流的单连通区域,可以引入磁标势来描述磁场,磁标势满足拉普拉斯方程:。

由于对称性,与方位角无关,故球外磁标势的通解可以设为:

2分)当时,,因而有:,

),所以有:

3分)在的边界上,有:,即有。

比较系数得:,。

这样有3分)

球外的磁场分布:

2分)球面上的磁化电流分布:

(2分)

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