麦克斯韦电磁理论和电磁波练习题（入口 流程）(2025参考)

一、麦克斯韦理论核心概念

麦克斯韦电磁场理论揭示了电场与磁场的内在统一性。其核心包含两个关键观点：变化的磁场会激发涡旋电场，而变化的电场则会产生涡旋磁场。这两个场相互激发，形成不可分割的电磁场整体。该理论通过四个方程定量描述了电荷、电流与电磁场的动态关系，并预言了以光速传播的电磁波的存在，奠定了无线通信的物理基础。

二、电磁振荡基础练习

1. 在LC振荡电路中，当电容器两极板间电压最大时，线圈中的电流强度为（ ）。 A. 最大 B. 最小 C. 零 D. 无法确定 解析：此时电场能最大，磁场能为零，电流瞬时值为零。

2. 已知LC回路振荡周期公式为T=2π√LC。若电容器电容C=2×10⁻⁵F，自感系数L=50mH，则振荡电流频率为______Hz。 提示：先计算周期再求频率倒数。

3. 右图是某时刻LC振荡电路状态示意图（电容器上极板带正电，电流方向向下）。此时刻（ ）。 A. 电容器正在充电 B. 磁场能向电场能转化 C. 电感线圈电流增大 D. 自感电动势阻碍电流减小

三、电磁波性质训练

1. 真空中电磁波的电场强度表达式为E=5×10³cos(6π×10⁸t-2πz)V/m。该电磁波的传播方向为______，波长为______m，频率为______Hz。

2. 关于电磁波极化特性，下列说法正确的是（ ）。 A. 电场方向恒定的波称为圆极化波 B. 线极化电磁波的电场矢量轨迹为直线 C. 光的偏振现象证明其属于纵波 D. 天线发射的电磁波均为非极化波

3. 某电磁波在真空中波长为3m，进入折射率n=1.5的介质后，其传播速度变为______m/s，波长变为______m。

四、综合应用题

1. 半径为a的球形导体带电量为Q，置于真空中。运用高斯定律推导： (1) 球外距中心r处(r>a)的电场强度表达式； (2) 画出电场强度随距离变化的示意图。

2. 平面电磁波在空气中传播，电场振幅E₀=120V/m。计算： (1) 对应的磁场振幅H₀； (2) 波的平均能流密度（已知真空波阻抗Z₀≈377Ω）。 关键公式：坡印廷矢量S=E×H。

3. 麦克斯韦方程组中位移电流的引入解决了什么物理矛盾？结合电容器充放电过程说明位移电流的等效性。