资源描述：
《西电电磁场作业.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、科目：电磁场与电磁波基础1.“场”的概念是哪位科学家首先提出？（1850，M.Faraday），搜索资料详细叙述。早在1849年3月19日的实验日记中，法拉第写道：“这种力（重力）肯定同电磁盒其他力有一种实验关系……”后来，在皇家学院的演讲大厅里，他把铀、铋、铁等各种金属球从房顶上掉下来，掉到铺在地面的垫子上，看它们在重力作用下会不会产生电，结果是否定的。他又把试验物体作高频振荡，结果仍是否定的。直到1859年，已是68高龄，他还爬上泰晤士河畔滑铁卢大桥附近的一座高塔里（伦敦当时所能找到的最高高度），把一
2、个200磅重的铅球从塔顶上吊下来，吊绳长达165英尺，法拉第把铅球从塔顶放电，然后降到底，又从塔底吊上顶，结果都是否定的，重复多次亦未出现所期望的结果。所以说法拉第首先提出了“场”的概念，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。但当时并未受到重视。忽视法拉第统一场思想可能有如下理由：法拉第场概念虽经麦克斯韦等发展，但本人不可能理解；当时的场概念只实证地限于电磁方面，他只是哲学地认为存在于其他方面，因此他的思想至多是“泛场论”，始终是思辨的（这一点实际上也否
3、定了其“场论”的科学性）。当时尚未发现强、弱相互作用，无所谓统一场。未在理论上提出明确的统一场概念。④他的一系列实验室十分粗糙而失败的。2.编制程序绘制电偶极子的电场与电位3D和2D空间分布图。Matlab源程序如下电势分布模拟：q=1;d=2;e0=8.*10.^-12;x=-3:0.1:3;y=-3:0.1:3;[x,y]=meshgrid(x,y);z=q.*(1./sqrt((y-1).^2+x.^2)-1./sqrt((y+1).^2+x.^2))./(4*pi*e0);mesh(x,y,z);
4、图像：电场分布，源程序如下：q=1;d=2;e0=8.*10.^-12;x=-3:0.1:3;y=-3:0.1:3;[x,y]=meshgrid(x,y);z=q.*(1./sqrt((y-1).^2+x.^2+0.01)-1./sqrt((y+1).^2+x.^2+0.01))./(4*pi*e0);contour(x,y,z); [px,py]=gradient(z); hold on streamslice(x,y,px,py,'k')图像：3.证明金属导体内的电荷总是迅速扩散到表面，弛豫时间？证明
5、：将代入电流连续性方程，考虑到介质均匀，有由于代入式得：所以任意瞬间的电荷密度为：其中是t=0时的电荷密度，式中具有时间的量纲，称为导电介质的弛豫时间或时常数，它是电荷密度减少到其初始值的所需的时间，由上式可见电荷按指数规律减少，最终流至并分布于导体的外表面。4.设计计算机程序绘制无耗、无界、无源简单煤质中的均匀平面电磁波传播的三维分布图（动态、静态均可）均匀平面波(静态)模拟程序如下: t=0:pi/50:4*pi; x=0*t; figure(1) plot3(t,x,sin(t),'k-',t,si
6、n(t),x,'r-') grid on,axis square axis([0 4*pi -1 1 -1 1]) 运行结果如下: 5.静电比拟法的2D与3D应用：3D应用：图示扇形金属片沿厚度，两弧面间，两直边间的电电导。已知金属的电导率为。在上下平面加电压U。S=则C==所以G=E(r)=arQ=则：C=所以:G=C=G=2D应用：无限长的平行双线传输线距离为D，导线半径为d，D远大于d。若导线周围介质漏电，电导率为，求单位长两导线间的电阻。6.编制计算机程序，动态演示电磁波的极化形式。对于均匀平面电
7、磁波，当两个正交线极化波的振幅与初相角满足不同条件时，合成电磁波的电场强度矢量的模随时间变化的矢端轨迹。解：源程序 w=1.5*pi*10e+8; z=0:0.05:20; k=120*pi; for t=linspace(0,1*pi*10e-8,200) e1=sqrt(2)*cos(w*t-pi/2*z); e2=sqrt(2)*sin(w*t-pi/2*z); h1=sqrt(2)/k*cos(w*t-pi/2*z); h2=-sqrt(2)/k*sin(w*t-pi/2*z)
8、; subplot(2,1,1) plot3(e1,e2,z); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z'); title('电场强度矢量'); grid on subplot(2,1,2) plot3(h2,h1,z); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z'); title('电场强度矢量'); grid on pause(0.1); end
