2019级物理本科

发布 2022-03-24 17:31:28 阅读 8170

电动力学》作业题。

一.单项选择题。

1.真空中有两个静止的点电荷和,相距为a,它们之间相互作用能是。

a. b. c. d.

2. .在非稳恒电流的电流线的起点、终点处,电荷密度满足。

a. b. c. d.

3.稳恒磁场的泊松方程成立的条件是。

a.介质分区均匀 b.任意介质 c.各向同性线性介质 d. 介质分区均匀且。

4.下面矢量函数中哪一个不能表示磁场的磁感强度?式中的为非零常数。

a. (柱坐标) b. c. d.

5. 下列函数中能描述静电场电场强度的是。

a. b. 4(为非零常数) c. d.

6.平面电磁波、、三个矢量的方向关系是。

a.沿矢量方向 b.沿矢量方向

c.的方向垂直于 d.的方向沿矢量的方向。

7.矩形波导管尺寸为,若,则最低截止频率为。

a. b. c. d.

8.某一粒子以速度(c为真空中的光速)相对于观察者a运动,另一观察者b以速度相对于a运动,则b观测到粒子的速度为。

a. b. c. d.

9.相对于观察者运动的直杆,测的其长度是静止长度的倍,它的运动速率是。

a. b. c. d.

10.变化磁场激发的感应电场是。

a. 有旋场,电场线不闭和 b.无旋场,电场线闭和。

c. 有旋场,电场线闭和 d. 无旋场,电场线不闭和。

11.半径为r的均匀磁化介质球,磁化强度为,则介质球的总磁矩为。

a. b. cd. 0

12.真空中做匀速直线运动的电荷不能产生。

a.电场 b.磁场 c.电磁辐射 d.位移电流

13.线性介质中稳恒磁场的能量密度为。

a. b. c. d.

14.磁场的矢量势是依据以下哪个关系式引入的?

a. b. c. d.

15.下列标量函数中能描述无电荷区静电势的是。

a. a. b. c. d. 6.

16.充满电容率为的介质平行板电容器,当两极板上的电量(很小),若电容器的电容为c,两极板间距离为d,忽略边缘效应,两极边间的位移电流密度为:

a. b. c. d.

17.绝缘介质中,平面电磁波电场与磁场的位相差为。

abc.0d

18.关于电磁场源激发的电磁场,以下描述不正确的是。

a. 电磁作用的传递不是瞬时的,需要时间;

b. 电磁场在传播时需要介质;

c. 场源的变化要推迟一段时间才能传递至场点;

d. 场点某一时刻的场是由所有电荷电流在较早的时刻不同时刻激发的。

19.某一高速运动的粒子,速度为0.6,观察者测得它的寿命与静止时的寿命之比为( )

a. 0.8 b. 1.25 c. 0.64 d. 1.0

20.下列那种波不能在矩形波导中存在( )

a. b. c. d

21.电磁波在金属中的穿透深度。

a.电磁波频率越高,穿透深度越深 b.导体导电性能越好, 穿透深度越深

c. 电磁波频率越高,穿透深度越浅 d. 穿透深度与频率无关。

22.处于静电平衡状态下的导体,关于表面电场说法正确的是:

a.只有法向分量b.只有切向分量 ;

c.表面外无电场d.既有法向分量,又有切向分量。

二.填空:1.真空中静电场的性质由微分方程———和———描述。它们分别说明静电场是———和———场。若电势(r为原点到场点的距离,、为非零常数),该电场的电场强度等于___

2.电偶极辐射的偶极矩振幅p0不变,当频率增加到原来的3倍时,辐射的总动率变为原来的___倍。在以偶极子为中心的球面上,——方向能流密度最强;——方向能流最小。

3.在研究导体中的电磁波传播时,引入复介电常数的虚部是———的贡献。实部是———的贡献。

4.对矩形波导,若b>a,则最低截止频率为———该波的模式为———

5.电流的稳恒条件是-——

6.介质中的静电场微分方程的形式为。

7. 静止质量为m0的粒子,以速度0.8c运动,则粒子的相对论动能为———

8. 均匀各向同性介质中静电势满足的微分方程是———介质分界面上电势的边值关系是———和———有导体时的边值关系是———和———

9.导体中的平面电磁波电场可表示为———导体的复介电常数———

10.一般情况下,电场和磁场与电磁势、间的关系是———

11.迅变电磁场中导体中的体电荷密度的变化规律是———满足———条件时体电荷密度可以看作零。。

12.势的规范变换为洛仑兹规范辅助条件是———在此规范下,真空中电磁势满足的微分方程是———其解为———

13.矩形波导中,能够传播的电磁波的截止频率———当电磁波的频率满足———时,该波不能在其中传播。

14.狭义相对论的两条基本原理是。

15.设某静电场的势可表示为,该电场的电场强度———

16.在te、tm、tem波中,矩形波导内不能传播的是———波。

17.电荷守恒定律的微分形式为———

18.沿轴向均匀极化的圆柱介质细棒,极化强度为p,长为,截面半径为r(r《l),细棒中点的电场强度大小等于———电势等于———

19真空中某处有点电荷那么决定离场源r 处t时刻的电磁场的电荷电量等于———

20均匀磁化的介质球,磁化强度为,半径为r,球内磁化电流密度大小为———

21.半径为r接地导体球外距球心为处有一个点电荷q,则球受到的作用力———

22.两个半径为,带电量分别是,且导体球相距为a(a>>)将他们接触后又放回原处,系统的相互作用能变为原来的___倍。

23.全反射现象发生时,折射波的传播方向。

24. 色散现象是指介质的———是频率的函数。 自然光从介质1()入射至介质2(),当入射角等于时,反射波是完全偏振波。

25.当电磁波照射到物体表面时,对物体表面有辐射压力,表明电磁场具有 .

三、判断题。

1. 电磁场具有动量。

2..理想导体中不可能存在电磁场。

3.电路中负载消耗的能量是通过载流子传输的。

4.静电场的能量密度等于。

5.真空中,只有加速运动的电荷才可以产生电磁辐射。

6.电磁波是横波。

7. 电荷球对称分布时,电偶极距等于零,电四极距不为零。

8.位移电流只能存在导体中。

9.带电体所带的电荷量是与参考系无关的绝对量。

10.稳恒磁场中,在电流密度等于零区域可以引入磁标势

11.迅变电磁场中导体中电荷密度不为零,对于均匀导体,

12.稳恒电流的电流线不闭合。

13.电磁波在真空中传播时存在色散现象。

14.全反射现象发生时,电磁波不进入光疏介质。

15.稳恒电流的可以产生电磁辐射。

16.真空中静场中的导体表面电荷密度。

17.波导管内可以传播任何频率的电磁波。

四、计算题证明或计算。

1.在同一空间中存在静止电荷和永久磁铁的场,虽然存在物理量,但无能流,证明·=0,其中为能流密度。

2.试由maxwell方程组出发,推证电荷守恒定律:

3.证明通过任意闭合曲面的传导电流和位移电流总量为零。

4.已知电位移矢量,求产生此电场的自由电荷密度(a为常数)

5.有一介质球,半径为a,沿矢径极化,极化强度与矢径之长度成正比,,求极化电荷体密度和表面电荷密度,并证明总电荷为零。

6.在介质中存在稳恒电流条件下,导出介质分界面上电流密度的边值关系;并证明在界面上电流线的偏折为:

式中、分别为介质的电导率,、为界面两侧电流线与界面法线的夹角。

7.证明均匀介质内部的体极化电荷密度总是等于体自由电荷密度的-(1-)倍。

8.在下面两个矢量中,哪一个可以表示磁感应强度?如果能够,求相应的电流密度。

2)(8分)

9.一接地导体球壳,内外半径分别为和,在壳内过球心的直线上距球心处分别放点电荷和,求空间电势及壳内表面上面电荷密度。10..

有一点电荷q位于两个互相垂直的接地导体平面所围城的直角空间内,它到两个平面的垂直距离为a和b,求空间电势。

11.如图所示,接地的导体平面上有一半径为a半球凸部,半球的球心在导体平面上,点电荷q位于系统的对称轴上并与平面相距为b(b>a),试用电像法求空间电势。

12. 、内半径为,外半径为的同心球形电容器,外球接地,内球电势为,利用分离变量法求空间电势、电场分布及内球表面的电荷密度。

13.真空中的电势为

求相应的电荷分布。

14.参照系中一束光沿轴正向以速度c传播,而参照系沿参照系的x轴正向以速度v运动,计算参照系中的光速。

15.在坐标系中有一把直尺,其一端放在原点并与轴成角,观察者看到这尺与x轴的交角是多少?(相对于以速度v沿x轴正向运动)

16如果把一个电子加速,使它的质量变为静止质量的2倍,这电子的速度将是多少?加速电压是多少?(电子静止时荷质比为1.759×库仑/千克)

17.半径为r,厚为h(h<

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