电磁场与传输理论A总复习

电磁场与传输理论A总复习答疑时间：2015.01.10（周六）10:30-11:30；答疑地点：仙林教3-212A 考试范围：第14章，第5章前3节，第6章，第7章前3节，第8章2，3，4节。B 基本概念：（40分）一. 题型：1、 填空题；（20分）2、 画图题不仅仅是画图。（20分）二. 参考内容1、 思考题（附录）和书上的黑体字；2、 书上的图。C 计算与分析（60分，第五、六、七章）1. 时变电磁场（瞬时值和复振幅）场量的求解：能量及功率：导体表面的面电流密度和面电荷密度2. 均匀平面波（瞬时值和复振幅）传播方向的判断，极化的判断参数的计算：（的公式不要记）场量的求解：能量及功率：导体表面的面电流密度和面电荷密度3. 垂直入射已知入射波、或反射波、或折射波、或合成波，求其它的波以及面电流和面电荷或坡印亭矢量4. 矩形波导模式的判断；传播模式的判断；传播模式的传播参数的计算 相关的例题习题：第3章 例题3.1.1，例题3.5.1，例题3.6.1；习题3.1，3.11，3.18，3.21， 3.34第4章 习题4.14第5章 例题5.1.1，例题5.3.1；习题5.1，5.2，5.3，5.4，5.12，5.13，5.14第6章 例题6.1.2，例题6.3.1，例题6.3.2；习题6.1，6.2，6.3，6.4，6.6，6.12，6.16，6.18第7章 例题7.2.1；习题7.8，7.10，.12 D期末总评成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，其中平时成绩不超过30%。电磁场与电磁波理论思考题（本课程提供的复习提纲，仅供参考）第1章思考题1.1 什么是右手法则或右手螺旋法则？（图）1.2 若两个矢量相互垂直，则它们的标量积应等于什么？矢量积又如何？1.3 若两个矢量相互平行，则它们的矢量积应等于什么？标量积又如何？1.4 若两个非零矢量的标量积等于零，则两个矢量应垂直还是平行？1.5 若两个非零矢量的矢量积等于零，则两个矢量应垂直还是平行？1.6 直角坐标系中矢量的标量积和矢量积如何计算？1.7 标量函数的梯度的定义是什么？物理意义是什么？（图）1.8 什么是通量？什么是环量？1.9 矢量函数的散度的定义是什么？物理意义是什么？（图）1.10 矢量函数的旋度的定义是什么？物理意义是什么？（图）1.11 什么是拉普拉斯算子？标量和矢量的拉普拉斯运算分别是如何定义的？1.12 直角坐标系中梯度、散度、旋度和拉普拉斯算子在的表示式是怎样的？1.13 三个重要的矢量恒等式是怎样的？1.14 什么是无源场？什么是无旋场？第2章思考题2.1 什么是体电荷、面电荷、线电荷和点电荷？他们分别是如何定义的？2.2 什么是电介质、磁介质和导体或导电媒质？2.3 什么是电偶极子？电偶极矩矢量是如何定义的？2.4 什么是相对介电常数和（绝对）介电常数？什么是自由空间？2.5 ？什么是线性各向同性的电介质？2.6 什么是恒定电流？什么是时变电流？什么是传导电流？什么是运流电流？2.7 什么是体电流、面电流和线电流？他们分别是如何定义的？2.8 什么是微分形式欧姆定律？2.9 什么是磁偶极子？磁偶极矩矢量是如何定义的？2.10 什么是相对磁导率和（绝对）磁导率？2.11 什么是线性各向同性的磁介质？2.12 电磁学的三大基本实验定律是哪三个？2.13 穿过任一高斯面的电场强度通量与该闭合曲面所包围的哪些电荷有关？2.14 穿过任一高斯面的电位移通量与该闭合曲面所包围的哪些电荷有关？2.15 高斯面上的场矢量与高斯面外的电荷是否有关？为什么？2.16 磁场强度沿任一闭合回路的环量与哪些电流有关？2.17 磁感应强度沿任一闭合回路的环量与哪些电流有关？2.18 闭合回路上的磁场强度与闭合回路以外的电流是否有关？为什么？2.19 麦克斯韦的漩涡电场假设的基本思想是什么？2.20 什么是位移电流？什么是位移电流密度？2.21 什么是全电流？什么是全电流密度？什么是全电流连续性定律？2.22 为什么说五个基本方程不是独立的？2.23 什么是电磁场的边界条件？他们是如何得到的？（图）2.24 在不同媒质分界面上，永远是连续的是电磁场的哪些分量？2.25 电磁场的哪些分量当不存在传导面电流和自由面电荷时是连续的？2.26 什么是理想介质？什么是理想导体？2.27 边界条件有哪三种常用形式？他们有什么特点？2.28 在理想导体表面上不存在电磁场的什么分量？2.29 垂直于（平行于）理想导体表面的是电力线还是磁力线？2.30 理想导体表面的面电流密度等于磁场的什么分量？面电荷密度等于电场的什么分量？第3章思考题3.1 什么是静电场？如何由是麦克斯韦方程组得到静电场的基本方程？3.2 静电场是无源场还是无旋场？3.3 静电场边界条件有哪两种常用形式？他们有什么特点？3.4 在静电场中的不同电介质分界面上，电场强度和电位移的什么分量总是连续的？3.5 什么是静电场折射定律？（图）3.6 静电场的什么分量在导体表面总是为零？3.7 导体表面面电荷密度等于电场的什么分量？3.8 在静电场中，电场强度沿一个开放路径的线积分与积分路径是否有关？为什么？3.9 静电场中任一点的电位是如何定义的？什么是零电位参考点？3.10 静电场中任一点的电位是否是唯一的？电场强度是否是唯一的？3.11 什么是等位面？电场强度矢量与等位面有什么关系？为什么？3.12 电偶极子的电力和等位面是怎样的？（图）3.13 什么是电位的泊松方程和拉普拉斯方程？什么是电场的泊松方程和拉普拉斯方程？3.14 电位的边界条件是如何得到的？为什么电位在界面上总是连续？3.15 为什么说导体必为等位体，导体与电介质的交界面必为等位面？3.16 静电场的能量和能量密度是如何计算的？3.17 导体的电容与哪些因素有关？与导体的电位和所带的电量是否有关？3.18 什么是电容器？电容器的电容是如何定义的？3.19 电容器的电容与其电场储能有什么关系？3.20 什么是静电场分布型问题？什么是静电场的边值型问题？3.21 静电场的边值问题可以分为哪三类？3.22 什么是静电场唯一性定理？它是如何证明的？3.23 静电场边值问题主要解法有哪些？3.24 什么是直接积分法？直接积分法的基本步骤是什么？3.25 直角坐标系中一维电位分布的拉普拉斯方程的通解是怎样的？电荷均匀分布和线性分布区域电位的通解各是怎样的？3.26 圆柱坐标系中无源区域、电荷均匀分布和线性分布区域三个一维电位分布满足的二阶微分方程各是怎样的？电位的通解各是怎样的？3.27 球面坐标系中无源区域、电荷均匀分布和线性分布区域三个一维电位分布满足的二阶微分方程各是怎样的？电位的通解各是怎样的？3.28 什么是分离变量法？什么是分离常数？什么是分离方程？3.29 直角坐标系中的分离常数有哪几个？直角坐标系中的分离方程是怎样的？3.30 直角坐标系中的分离方程的通解与分离常数有什么关系？3.31 直角坐标系中分离变量法的的两种常见的二维问题是指什么情况？3.32 什么是直角坐标系中分离变量法的基本问题？怎样将所求问题分解成基本问题？（图）3.33 如何根据基本问题的边界条件选取通解的具体形式？3.34 什么是镜像法？什么是镜像电荷？如何确定镜像电荷？3.35 点电荷关于无限大导体平面的镜像电荷是如何确定的？3.36 无限大导体平面上方与其平行的无限长直的均匀线电荷的镜像是怎样的？（图）3.37 两个无限大相交理想导体平面之间的夹角满足什么条件才能采用镜像法？镜像电荷的数目与夹角有什么关系？（图）3.38 两个平行的无限大导体平面之间的点电荷的镜像电荷有多少？（图）3.39 接地导体球外的点电荷的镜像电荷是如何确定的？导体表面的感应电荷有什么特点？（图）3.40 接地导体球内的点电荷的镜像电荷是如何确定的？导体表面的感应电荷有什么特点？（图）3.41 多个点电荷和多个导体的镜像法？（图）第4章思考题4.1 什么是恒定电流或直流？什么是时变电流或交流？4.2 什么是恒定电场？如何由是麦克斯韦方程组得到恒定电场的基本方程？4.3 恒定电场是无源场还是无旋场？4.4 在电导率不同的导体的分界面上，电场强度和电流密度的什么分量是连续的？4.5 在不同导体的分界面上电场强度和电流密度的什么分量是不连续的？4.6 为什么在线性和各向同性的均匀媒质中恒定电场中电位总是满足的拉普拉斯方程？4.7 线性和各向同性的均匀媒质中是否存在体电荷？什么情况下，导电媒质分界面上的不存在面电荷？4.8 什么是电流的热效应？恒定电场的功率损耗是如何计算的？4.9 什么是漏电流？什么是漏电导？4.10 什么是静电比拟法？它有什么用处？4.11 什么是恒定磁场？如何由是麦克斯韦方程组得到恒定磁场的基本方程？4.12 恒定磁场是无源场还是无旋场？4.13 在磁导率不同的磁介质的分界面上，磁场强度和磁感应强度什么分量是连续的？4.14 在不同磁介质的分界面上磁场强度和磁感应强度的什么分量是不连续的？4.15 什么是恒定磁场折射定律？（图）4.16 恒定磁场的矢量磁位是如何定义的？什么是库仑条件或库仑规范？4.17 什么是恒定磁场矢量磁位的泊松方程和拉普拉斯方程？4.18 恒定磁场的能量和能量密度是如何计算的？4.19 什么是导体载流回路的电感？它与哪些因素有关？4.20 什么是自感？什么是互感？什么是内自感？什么是外自感？4.21 导体回路的电感与导体回路的电流是否有关？4.22 导体载流回路的电感与磁场储能有什么关系？第5章思考题5.1 什么是时谐电磁场？什么是时谐电磁场的复振幅和复振幅矢量？5.2 如何由时变电磁场的基本方程得到时谐电磁场的基本方程（基本方程的复数形式）？5.3 如何由时变电磁场的结构方程得到时谐电磁场的结构方程（结构方程的复数形式）？5.4 如何由时变电磁场的边界条件得到时谐电磁场的边界条件（边界条件的复数形式）？5.5 时谐电磁场边界条件有哪三种常用形式？他们有什么特点？5.6 在不同媒质分界面上，永远是连续的是时谐电磁场的哪个分量？5.7 在理想导体表面上不存在时谐电磁场的什么分量？5.8 垂直于（平行于）理想导体表面的是时谐电磁场的电力线还是磁力线？5.9 理想导体表面的面电流密度（面电荷密度）等于时谐电磁场的什么分量？5.10 什么是导电媒质的复介电常数？什么是导电媒质的损耗角正切？5.11 时变电磁场的矢量磁位和标量电位是如何定义？5.12 什么是洛伦兹条件或洛伦兹规范？洛伦兹条件与电流连续性方程是否是一致的？5.13 什么情况下矢量磁位和标量电位满足齐次达兰贝尔方程？5.14 什么情况下电场强度和磁场强度满足齐次达兰贝尔方程？5.15 什么是滞后位？什么是超前位？为什么在无限大自由空间中只有滞后位？5.16 矢量磁位和标量电位的滞后位是怎样的？5.17 时谐电磁场的矢量磁位和标量电位是如何定义？5.18 如何得到时谐电磁场的矢量磁位和标量电位的洛伦兹条件或洛伦兹规范？5.19 如何得到时谐电磁场的矢量磁位和标量电位的亥姆霍兹方程（复波动方程）？5.20 如何得到时谐电磁场的矢量磁位和标量电位的滞后位和超前位？5.21 瞬时坡印廷矢量是如何定义的？它的物理意义是什么？它有什么特性？5.22 什么是瞬时坡印廷定理的微分形式和积分形式？瞬时坡印廷定理的物理意义是什么？5.23 什么是平均坡印廷矢量？复坡印廷矢量是如何定义的？它的物理意义是什么？5.24 导电媒质的色散是因为什么？良导体的趋肤深度是指场强振幅衰减为原来的多少时传播的距离。第6章思考题6.1 什么是平面波？什么是柱面波？什么是球面波？6.2 什么是均匀平面波？什么是非均匀平面波？6.3 什么是均匀球面波？什么是非均匀球面波？6.4 什么是横电磁波（TEM波）、横电波（TE波）和横磁波（TM波）？6.5 均匀平面波的传播特性有哪些？均匀平面波的传播参数有哪些？6.6 什么是均匀平面波的极化？均匀平面波的极化有什么特点？6.7 什么是线极化？什么是圆极化？什么是椭圆极化？6.8 什么是右旋圆极化波？什么是左旋圆极化波？6.9 什么情况下均匀平面波是线极化？什么情况下均匀平面波是圆极化波？6.10 什么情况下均匀平面波是右旋圆极化波？什么情况下均匀平面波是左旋圆极化波？6.11 什么是传播矢量？沿任意方向传播的均匀平面波的电磁场的一般形式是怎样的？6.12 什么是传播常数？什么是衰减常数？什么是相位常数？6.13 导电媒质中传播的均匀平面波具有什么特点？6.14 什么是弱导电媒质（低损耗媒质）？什么是良导体（强损耗媒质）？6.15 什么是趋肤效应？什么是趋肤深度（透入深度）？6.16 什么是表面阻抗？什么是表面电阻？什么是表面电抗？导体的热损耗是如何计算的？6.17 什么是入射波、反射波、透射波和折射波？6.18 什么是垂直入射？什么是斜入射？6.19 什么是入射面？什么是垂直极化斜入射？什么是平行极化斜入射？（图）6.20 什么是反射系数？什么是透射系数（折射系数）？6.21 垂直入射的反射系数和透射系数有什么关系？6.22 垂直入射到理想导体表面时合成电磁场的振幅分布是怎样的？（图）6.23 什么是反射定律？什么是折射定律？6.24 什么是驻波比？什么是波腹？什么是波节？什么是行波？什么是驻波？6.25 什么是无反射（全折射）？什么是全反射？全反射时是否存在折射波？6.26 什么是布儒斯特角？非铁磁性媒质分界面的无反射条件是什么？6.27 什么是临界角？非铁磁性媒质分界面的全反射条件是什么？第7章思考题7.1 什么是波导？什么是导波？什么是均匀波导（规则波导）？7.2 什么是纵向场法？什么是纵向场导波方程？7.3 什么是横向拉普拉斯算子？什么是二维的导波方程？7.4 在广义柱坐标系中，纵向场所满足的导波方程是？7.5 什么是二维的横向哈密顿算子？如何得到用纵向场表示的横向场？7.6 什么是模式（波型、波或模）？波导中传播的模式可以分成哪四种？7.7 什么是TEM模？TEM模存在的条件是什么？7.8 什么是TE模？什么是TM模？它们的传播条件是什么？7.9 什么是传播模式？什么是截止模式？7.10 截止波数、截止波长和截止频率之间的关系是怎样的？7.11 金属波导内TE模和TM模和传播特性与均匀平面波的传播特性有什么不同？7.12 波导波长、截止波长和工作波长三者之间的关系是怎样的？7.13 相速度、群速度与电磁波的传播速度之间的关系是怎样的？7.14 TE模和TM模的波阻抗或波型阻抗是如何定义的？7.15 什么是色散波？什么是几何色散？什么是媒质色散？7.16 矩形波导和圆波导中的两个纵向场是如何表示的？7.17 矩形波导圆波导中的截止参数有什么特点？7.18 什么是主模？什么是高次模？什么是最低型高次模？7.19 什么是截止区？什么是单模传播？什么是多模传播？7.20 矩形波导圆波导中的单模传播的条件是什么？第8章思考题8.1 什么是传输线的分布参数效应？传输线的分布参数有哪些？传输线的分布参数等效电路是如何得到的？（图）8.2 什么是均匀传输线？什么是非均匀传输线？8.3 什么是无耗传输线？什么是有耗传输线8.4 什么是传输线基本方程（传输线方程或电报方程）？它们与麦克斯韦方程有什么关系？8.5 什么是传输线上的入射波？什么是传输线上的反射波？它们与均匀传输线上的电压和电流有什么关系？8.6 均匀传输线上的电压和电流的一般表示式有什么特点？8.7 已知终端电压和电流的均匀传输线上的电压和电流的表示式是怎样的？8.8 决定传输线上电压、电流与位置的关系的是负载阻抗还是信号源？8.9 影响传输线上电压和电流的大小（绝对值）的是负载阻抗还是信号源？8.10 改变传输线上不同位置电压电流相对值的是负载阻抗还是信号源？8.11 什么是特性阻抗？什么是特性导纳？传输线的特性阻抗（特性导纳）有什么特点？8.12 什么是传输线的传播常数？什么是传输线的衰减常数？什么是传输线的相位常数？8.13 均匀传输线中TEM模和非TEM模的平行双线的传播常数有什么异同点？8.14 什么是传输线的特征参数？什么是传输线的工作参数？8.15 什么是传输线的等效阻抗（输入阻抗、阻抗）？均匀传输线上的阻抗有什么性质？8.16 什么是传输线的电压反射系数？什么是传输线的电流反射系数？什么是传输线的反射系数？8.17 均匀传输线上的反射系数有什么性质？8.18 传输线上相距二分之一波长的两处的等效阻抗和反射系数有什么关系？8.19 传输线上相距四分之一波长的两处的等效阻抗和反射系数有什么关系？