电磁场与电磁波复习题(简答题)
类似失落大陆的小说电磁场与电磁波复习题
第一部分矢量分析
1、请解释电场与静电场的概念。
静止电荷产生的场表现为对于带电体有力的作用，这种场称为电场。不随时间变化的电场称为静电场。
2、请解释磁场与恒定磁场的概念。
运动电荷或电流产生的场表现为对于磁铁和载流导体有力的作用，这种物质称为磁场。不随时间变化的磁场称为恒定磁场。
3、请解释时变电磁场与电磁波的概念。
如果电荷及电流均随时间改变，它们产生的电场及磁场也是随时变化的，时变的电场与时变的磁场可以相互转化，两者不可分割，它们构成统一的时变电磁场。时变电场与时变磁场之间的相互转化作用，在空间形成了电磁波。
4、请解释自由空间的概念。
电磁场与电磁波既然是一种物质，它的存在和传播无需依赖于任何媒质。在没有物质存在的真空环境中，电磁场与电磁波的存在和传播会感到更加“自由”。因此对于电磁场与电磁波来说，真空环境通常被称为“自由空间”。
5、举例说明电磁场与波的应用。
静电复印、静电除尘以及静电喷漆等技术都是基于静电场对于带电粒子具有力的作用。电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等，都是利用磁场力的作用。当今的无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术都是利用电磁波作为媒介传输信息的。
6、请解释常矢与变矢的概念。
若某一矢量的模和方向都保持不变，此矢量称为常矢，如某物体所受到的重力。而在实际问题中遇到的更多的是模和方向或两者之一会发生变化的矢量，这种矢量我们称为变矢，如沿着某一曲线物体运动的速度v等。
7、什么叫矢性函数？
设t是一数性变量，A为变矢，对于某一区间G［a,b］内的每一个数值t,A 都有一个确定的矢量A(t)与之
对应，则称A为数性变量t的矢性函数。
8、请解释静态场和动态场的概念。
如果在某一空间区域内的每一点，都对应着某个物理量的一个确定的值，则称在此区域内确定了该物理量的一个场。换句话说，在某一空间区域中，物理量的无穷集合表示一种场。如在教室中温度的分布确定了一个温度场，在空间电位的分布确定了一个电位场。场的一个重要的属性是它占有一定空间，而且在该空间域内，除有限个点和表面外，其物理量应是处处连续的。若该物理量与时间无关，则该场称为静态场；若该物理量与时间有关，则该场称为动态场或称为时变场。
9、请解释标量场和矢量场的概念。
在研究物理系统中温度、压力、密度等在一定空间的分布状态时，数学上只需用一个代数变量来描述，这些代数变量(即标量函数)所确定的场称为标量场，如温度场T(x,y,z)、电位场φ(x,y,z)等。然而在许多物理系统中，其状态不仅需要确定其大小，同时还需确定它们的方向，这就需要用一个矢量来描述，因此称为矢量场，例如电场、磁场、流速场等等。
10、请解释梯度的概念。
在标量场φ(M)中的一点M处，其方向为函数φ(M)在M点处变化率最大的方向，其模又恰好等于最大变
化率的矢量G，称为标量场φ(M)在M点处的梯度。
11、什么是亥姆霍兹定理？
亥姆霍兹定理的简单表达是：若矢量场F在无限空间中处处单值，且其导数连续有界，而源分布在有限空间区域中，则矢量场由其散度和旋度唯一确定，并且可以表示为一个标量函数的梯度和一个矢量函数的旋度之和。
第二部分静电场
1、什么是安培环路定理？
答案
真空中恒定磁场的磁通密度沿任意闭合曲面的环量等于曲线包围的电流与真空磁导率的乘积。
2、运动电荷，电流元以及小电流环在恒定磁场中受到的影响有何不同？
答案
运动电荷受到的磁场力始终与电荷的运动方向垂直，磁场力只能改变其运动方向，磁场与运动电荷之
间没有能量交换。
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当电流元的电流方向与磁感应强度B平行时，受力为零；当电流元的方向与B垂直时，受力最大，电流元在磁场中的受力方向始终垂直于电流的流动方向。
当电流环的磁矩方向与磁感应强度B的方向平行时，受到的力矩为零；当两者垂直时，受到的力矩最大。
3、试述电流连续性原理。
答案
如果以一系列的曲线描述电流场，令曲线上各点的切线方向表示该点电流密度的方向，这些曲线称为电流线。电流线是连续闭合的。它和电场线不同，电流线没有起点和终点，这一结论称为电流连续性原理。
4、什么是驻立电荷？它和静止电荷有什么不同？
答案
极板上的电荷分布虽然不变，但是极板上的电荷并不是静止的。它们是在不断地更替中保持分布特性不变，因此，这种电荷称为驻立电荷。驻立电荷是在外源作用下形成的，一旦外源消失，驻立电荷也将随之逐渐消失。
5、什么是电流密度？
答案
电流密度是一个矢量，以J表示。电流密度的方向为正电荷的运动方向，其大小为单位时间内垂直穿过单位面积的电荷量。
6、什么是等位面？
答案
电位相等的曲面称为等位面。
7、请写出电位的物理意义。
答案
静电场中某点的电位，其物理意义是单位正电荷在电场力的作用下，自该点沿任一条路径移至无限远处过程中电场力作的功。
8、电场强度的定义是什么？如何用电场线描述电场强度的大小及方向？
答案
电场对某点单位正电荷的作用力称为该点的电场强度，以E表示。
用曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，这种曲线称为电场线。
电场线的疏密程度可以显示电场强度的大小。
9、请你写出虚位移法求带电导体所受电场力的思路。
答案
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万圣节的意义和由来虚位移法求带电导体所受电场力的思路是：假设在电场力F的作用下，受力导体有一个位移dr，从而电场力作功F·dr；因这个位移会引起电场强度的改变，这样电场能量就要产生一个增量dWe；再根据能量守恒定律，电场力作功及场能增量之和应该等于外源供给带电系统的能量dWb。
元宵节灯谜题库10、请你写出电位的定义。
答案
可用一个标量函数的负梯度表示电场强度。这个标量函数就是静电场的位函数，简称为电位。
11、请你写出高斯定理的内容。
答案
高斯定理描述通过一个闭合面电场强度的通量与闭合面内电荷间的关系。即电场强度矢量穿过任意闭合曲面的通量等于电场强度矢量的散度对闭合面所包围的体积的积分。
12、什么是电场强度？
答案
用电场强度来描述电场，空间一点的电场强度定义为该点的单位正试验电荷所受到的力。
13、请解释点电荷和分布电荷的含义。
答案
所谓点电荷，是指当带电体的尺度远小于它们之间的距离时，将其电荷集中于一点的理想化模型。对于实际的带电体，一般应该看成是分布在一定的区域内，称其为分布电荷。
14、请解释电偶极距的概念。
答案
用电偶极矩表示电偶极子的大小和空间取向，它定义为电荷q乘以有向距离l。
第三部分恒定磁场
1、什么是自感与互感？
答案
两个回路，回路电流分别为I1和I2，本身产生的磁通链分别为Φ11和Φ22，在对方中产生的磁通链分别为Φ12和Φ21，则称L11=Φ11/I1为回路L1的自感，M12=Φ12/I2为回路L2对L1的互感。互感可正可负，其值正负取决于两个线圈的电流方向，但自感始终为正值。
2、介电常数、电导率及磁导率分别描述介质什么特性？
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答案
介质的极化性能、导电性能及磁化性能。
3、理想磁导体中是否可以存在静电场？
答案
磁导率为无限大的媒质称为理想导磁体。在理想导磁体中不可能存在磁场强度。
4、试述恒定磁场的边界条件。
答案
恒定磁场的磁场强度切向分量是连续的，法向分量是不连续的；磁通密度的法向分量是连续的，切向分量不连续。
5、什么是均匀与非均匀、线性与非线性、各向同性与各向异性的磁性能？三者之间有无联系？
答案
若介质的磁导率不随空间变化，则成为磁性能均匀介质。反之则称为磁性非均匀介质。若磁导率与外加磁场强度的大小及方向均无关，磁通密度与磁场强度成正比则称为磁性能各向同性的线性介质。对于均匀线性的各向同性介质，只要将真空中恒定磁场方程式中的真空磁导率环卫介质磁导率即可应用。
6、什么是磁化强度？
答案
单位体积中磁矩的矢量和称为磁化强度。磁化电流密度以J'表示。
7、磁场与介质相互作用后，会发生什么现象？什么是顺磁性介质、抗磁性介质和铁磁性介质？
答案
会发生磁化现象。
顺磁性介质：正常情况下原子中的合成磁矩不为零，宏观合成磁矩为零，在外加磁场作用下，磁偶极子的磁矩方向朝着外加磁场方向转动，因此使得合成磁场增强的介质

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