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北京邮电大学2025年通信工程拔尖计划电磁场与电磁波实验试题及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

1.选择题（每题2分，共20分）

（1）电磁波在真空中传播的速度是：

A.3×10^8m/s

B.2.998×10^8m/s

C.1×10^8m/s

D.5×10^8m/s

（2）以下哪个不是电磁场的矢量场？

A.电场

B.磁场

C.电流密度

D.温度

（3）根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与：

A.磁通量的大小成正比

B.磁通量的变化率成正比

C.磁通量的变化方向成正比

D.磁通量的变化次数成正比

（4）以下哪个不是电磁波传播的特性？

A.相干性

B.干涉性

C.衰减性

D.传播速度

（5）在均匀介质中，电磁波的传播速度为v，则该介质的相对介电常数ε_r为：

A.v/c

B.c/v

C.c/v^2

D.v^2/c

2.填空题（每题2分，共20分）

（1）麦克斯韦方程组中的四个方程分别是：__________、__________、__________、__________。

（2）电磁波在介质中的传播速度v与该介质的相对介电常数ε_r和相对磁导率μ_r之间的关系为：__________。

（3）电磁波的极化方向与电磁波的传播方向之间的关系是__________。

（4）在电磁波传播过程中，当电磁波的振幅减小时，其能量__________。

（5）电磁波在真空中传播时，其频率f与波长λ之间的关系为：__________。

3.计算题（每题10分，共30分）

（1）计算一个半径为R的均匀带电球面周围的电场强度E。

（2）一个长直导线通有电流I，求导线周围距离r处的磁场强度B。

（3）一个无限长直同轴电缆，内导体半径为a，外导体半径为b，内导体电流为I1，外导体电流为I2，求电缆内部的电场分布。

4.实验操作题（每题10分，共20分）

（1）简述电磁波发射器的工作原理。

（2）简述电磁波接收器的工作原理。

试卷答案

1.选择题

（1）A

解析：电磁波在真空中的传播速度是光速，即3×10^8m/s。

（2）D

解析：电流密度是描述电流分布的物理量，不是矢量场。

（3）B

解析：法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

（4）A

解析：相干性、干涉性和衰减性是电磁波传播的特性，传播速度是电磁波的基本属性。

（5）A

解析：在均匀介质中，电磁波的传播速度v与真空中的光速c和介质的相对介电常数ε_r的比值相等。

2.填空题

（1）高斯电场定律、高斯磁场定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律。

（2）v=1/√(ε_rμ_r)

（3）垂直

（4）减小

（5）f=c/λ

3.计算题

（1）解析：根据高斯电场定律，球面内外电场强度E分别为E1=Q/(4πε_0R^2)和E2=0。

（2）解析：根据比奥-萨伐尔定律，长直导线周围距离r处的磁场强度B=μ_0I/(2πr)。

（3）解析：根据电磁场理论，同轴电缆内部的电场分布为E=I/(2πε_0ln(b/a))，其中r在a和b之间。

4.实验操作题

（1）解析：电磁波发射器通过振荡电路产生电磁波，通过天线发射出去。

（2）解析：电磁波接收器通过天线接收电磁波，通过接收电路将电磁波转换为电信号，再经过放大和处理，最终得到有用的信息。