ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN MÔN LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NĂM: 2014 ************ HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ ĐỀ SỐ: 01 LỚP: ĐH11ĐTVT, ĐDD THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT (SINH VIÊN KHÔNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TÀI LIỆU) NỘI DUNG ĐỀ THI: Câu 1: (3 điểm) Trình bày phương trình Maxwell ý nghĩa vật lý chúng? Câu 2: (3 điểm) Trình bày h i ni i trư ng h ng ng hư ng? Câu 3: (2 điểm) Ch t hình c u t ch i n b n n v i i ật ng ài nh a Gi s i n t ch ph n ph t ρs = Q/4лa2 T nh cư ng i n t ch ều tr n bề t i n trư ng t i nh ng tr ng hình c u? Câu 4: (2 điểm) Đ t h c   4 ,  103 Ci / m(1/ m) H y tì xe t h d n i n i n gi i h n the bư c s ng t i -HẾT Mã đề: 01TĐT/ĐH/2014 Trang KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐÁP ÁN ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NĂM: 2014 ************ HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ ĐỀ SỐ: 01 MÃ ĐỀ: 01TĐT/ĐH/2014 LỚP: ĐH11 ĐTVT, ĐDD Câu: Nội dung: Điểm: * Phương trình Maxwell thứ nhất: 1,0 Bằng c ch bổ sung thành ph n dòng i n dịch vế ph i bi u thức ịnh luật dòng t àn ph n v i dòng i n d n phương trình thứ nh t sau:      D  l Hdl  S JdS  S t dS (1) Phương trình (1 31) tr ng Vì t vòng t   i quan h gi a c c vectơ trư ng i n t ( H , D ) n b t ì c c dòng i n d n ch y qua n , t n tr ng h ng gian:       D  l Hdl  S rotHdS  S JdS  S t dS (2) t S tuỳ ý n n ta nhận ược phương trình Maxwell thứ nh t d ng vi ph n sau: Nếu    D   rotH  J   J  J dc (3) t    d n i n ri ng σ=0 J  E => J  n n phương trình c i trư ng c d ng:   E  rotH    J dco (4) t Phương trình : Dòng i n dich hay i n trư ng biến thi n t t trư ng x y tương ương dòng i n d n * Phương trình Maxwell thứ hai: Maxwell ch bi u thức ịnh luật c vòng d y d n n à úng ch b t ì 1,0 ứng i n t t vòng i n) tr ng h ng gian Tr ng trư ng hợp tổng qu t vòng Mã đề: 01TĐT/ĐH/2014 p dụng h ng ch t n nà ( h ng nh t thiết d n n c th t ph n nằ Trang tr ng tr n h ng, ph n h c nằ tr ng i n i hay tr ng i l i Ta nh n ược phương trình sau:    B  l Edl  S t dS (5) Nếu p dụng ịnh lý Grin St c ch vế tr i v i S tuỳ ý nh n ược phương trình sau:   B rotE   (6) t Vậy t trư ng biến thi n t i n trư ng x y 1,0 * Ý nghĩa vật lý phương trình thứ thứ hai Maxwell: B t ỳ biến thi n nà i n trư ng ều g y n n t trư ng x y( ng sức hép n) ngược l i Đi n trư ng t trư ng biến thi n h ng th tồn t i nhau, chúng lu n li n h kh c t c lập v i ật thiết v i li n tục chuy n t d ng sang d ng n n s ng i n t truyền lan v i vận t c nh s ng M i trư ng ng hư ng i trư ng t nh ch t n ọi i Tr ng c c i trư ng c c véc tơ H , B E, D s ng s ng v i t ng 1,0 i: B   H , D   E Nếu chiếu c c phương trình véc tơ tr n xu ng c c trục tọa ta ược c c phương trình v hư ng:  B x  H x   B y  H y   B z  H z Đ iv ic c i trư ng b t Dx  E x  D y  E y  Dz  E z ng hư ng ịnh qua c c phương trình: i quan h gi a c c véc tơ tr n ược x c 1,0  B x   xx H x   xy H y   xz H z   B y   yx H x   yy H y   yz H z   B z   zx H x   zy H y   zz H z  D x   xx E x   xy E y   xz E z   D y   yx E x   yy E y   yz E z   D z   zx E x   zy E y   zz E z Mã đề: 01TĐT/ĐH/2014 Trang C c s  ,  c th   xx      yx   zx   xx     yx  zx   xy  yy  zy  xy  yy  zy  xz    yz   zz   D E t th  gọi tenxơ i n th Tr ng thực tế h ng tồn t i c c M i trư ng b t c   i trư ng ng hư ng c tenxơ trư ng h ng ổi h a(  B  H  xz    yz   zz   gọi tenxơ 1,0 ược viết dư i d ng sau: t th ều ang t nh tenxơ i n hình pher t ược t h a b i t i trư ng c tenxơ i n th i n hình i trư ng i n i trư ng plas a) p dụng phương trình Maxwell d ng t ch ph n: 0,5  Dd S  q S L y S tc ub n nh a D t nh ch t i xứng n n D t i ọi i tr n hình c u 0,5 nhau:   Dd S  D.4r S a) ét trư ng hợp thứ nh t: Đi M ng ài hình c u(r a) 0,5 Ta c : q = Q  D л r2 = Q = ρS лa2  D = ρS.(a2/r2) b) Trư ng hợp thứ hai: Đi M tr ng hình c u(r a) 0,5 Ta c : q = 0,  D = Ta c :  p    j *  (  s phức t  p i) 1,0 * J dâ  n   E * * J di ch  j E  Mã đề: 01TĐT/ĐH/2014 J dâ  n   J di ch  ( j  1) Trang T s gi a ph n ph n thực εp ch nh t s gi a dòng i n d n dòng i n dịch (dòng i n dịch ch y tr ng i n i, dòng i n d n di chuy n tr ng i l i) - Nếu     (hay  1)   t c t nh ch t ch t i n - Nếu     (hay  1)   t c t nh ch t d n i n Gi i h n the bư c s ng t   60   l n T y ta c th t h d n i n hay i n  1,0 60 1 1     = (2/3).102(m) 3 15 15.10 t c t nh d n i n ết luận là: - V iλ (2/3).102 t c t nh d n i n - V iλ (2/3).102 t c t nh i n Mã đề: 01TĐT/ĐH/2014 i là:  hay 1  4    hay 1   Mà xe i i Trang KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NĂM: 2014 ************ HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ ĐỀ SỐ: 02 LỚP: ĐH11ĐTVT, ĐDD THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT (SINH VIÊN KHÔNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TÀI LIỆU) NỘI DUNG ĐỀ THI: Câu 1: (3 điểm) Trình bày phương trình Maxwell ý nghĩa vật lý chúng? Câu 2: (3 điểm) H y trình bày ph n c c ng i n t ? Câu 3: (2 điểm) M t i n t ch d ng i n th ph n b ề the th t ch t tr ng h ng h H y tì c c cư ng c b n nh a v i i n trư ng E tr ng i ng ài ? Câu 4: (2 điểm) S ng ph ng tr yền tr ng tha 6Hz Lập bi c ng bi n i trư ng i n cư ng i ng nh t i n trư ng th c gi tr t c th i cư ng ng hư ng r ng v h n c ng E t trư ng -3 (V ng ật ) f d ng t tr ng bình -HẾT Mã đề: 02TĐT/ĐH/2014 Trang KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐÁP ÁN ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NĂM: 2014 ************ HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ ĐỀ SỐ: 02 MÃ ĐỀ: 02TĐT/ĐH/2014 LỚP: ĐH11 ĐTVT, ĐDD Câu: Nội dung: Maxwell c i nh l ật Ga Điểm: ng y n lý li n tục t th ng p dụng ch c trư ng hợp i n trư ng t trư ng tĩnh h ng ổi v i trư ng hợp tổng 0,5 t i n t trư ng biến thi n the th i gian Ta c :   D  dS   dV  Q (1) S V   divBdV  (2) V Vì th t ch V t ỳ ý n n nhận ược c c phương trình Maxwell th th a :  divD   (3)  divB  (4) Đ ti n ch vi c the d i ta viết thành hai d ng a : D ng t ch ph n:      D  l Hdl  S J dS  S t dS    B  l Edl   S t dS (5)    Ddl   dV  Q S 0,5 V    BdS  S Mã đề: 02TĐT/ĐH/2014 Trang D ng vi ph n:    D rotH  J  t   B (6) rotE   t  divD    divB  * Ý nghĩa vật lý phương trình thứ ba thứ tư Maxwell:  - DivD   ≠ : ta th y ng c i n trư ng ng c ng h ng hép n àc i  - DivD   t i i n t ch + i c i t i –q : i n trư ng inh d biến thi n t trư ng Đư ng n h c hép n h c tiến v c c  - DivB   ng c t trư ng v a hép Ta c c c l i c n v a tiến xa v c c ng ph n c c b n ược dụng: - Ph t hình: S ng ph n c c ngang - Ph t thanh: S ng ph n c c ng h c ngang - S ng ngắn: S ng ph n c c ngang - S ng FM: S ng ph n S phụ th ng h c ngang c hư ng vectơ E th i gian h ng gian g i ph n c c ph n c c S ng i n t hi tr yền lan vectơ cư ng hư ng Vì hi ta th y n vẽ l n Xét t i t i th c hi n t c t ch y n ỹ i n trư ng t trư ng c th thay ổi c ng tr yền lan nế nà an t i c i vectơ E nh tr ng h ng gian v i th i gian i ng t nh tiến d c the c i vectơ E t ng th ng ta n i ph n c c th ng(ph n c c t yến t nh) Tương t nế i ng i n t c i vectơ E vẽ n n t hình elip ta c ph n c c elip c n vẽ n n ng tr n ta c ph n c c tr n Nế nhìn the hư ng tr yền ng vectơ E ngược l i c ph n c c tr n Gi c hai Mã đề: 02TĐT/ĐH/2014 ay the chiề i ng h ta c ph n c c tr n ay ph i ay tr i ng ph ng ph n c c t yến t nh v ng g c v i nha ta c :   E1  x0 E mx cos(t  z )   E  y E my cos(t  z   ) Trang Ở y Emx Emy bi n c c ng thành ph n, φ g c l ch pha ban hai ng ph ng  E Suy   E mx   E2       E my 2    E1 E cos  sin   E mx E my  Phương trình bi di n Elip c trục l n t g c φ v i trục x E mx E my cos ; v i Emx > Emy tg 2  - E mx  E my Khi Emx =Emy; φ hi φ - nπ (n ± ±π ph n c c lúc ph n c c tr n ±2 Như hi t thay ổi véc tơ E ẽ ch ỳ: T  2 ) ph n c c th ng ay ph a ngược chiề nút n v ch thành ng el p Chiề  ay ph a thành ph n trư ng chậ t hình elip i ng h v i ay E chiề pha p dụng phương trình Maxwell d ng t ch ph n:  Dd S  q 0,5 S L y S tc b n nh a D t nh ch t i x ng n n D t i i i tr n hình c nha   Dd S  D.4r  q S a) Xét trư ng hợp th nh t: Đi M ng ài hình c (r a) 0,75 Ta c :  D л r2 = Q  D Q 4r M i trư ng h ng h n n Mà D Mã đề: 02TĐT/ĐH/2014 E Q Q E= 4r 4r Trang b) Trư ng hợp th hai: Đi Ta ch ng  inh Q  a 3 M t h c ta c Ta c   ược q  q   D E E  Mà D Em Hm  M Q r a3 t  r 3 0,75 c ng th c t nh  q ật i n t ch Q Q  r  r a  a 3 q Q Q r  r  D 2 4r 4r a 4 a Q r 4 a  120     60 ()  4 Em 103  Hm   ( A / m)  60 Bi tr ng hình c (r a) (1) th c gi tr t c th i cư ng t trư ng: H  H cos(t  kt) (1) V i k     2f 4  C  Bi th c t c th i -  tb  Mã đề: 02TĐT/ĐH/2014 ật  0 d ng c ng E m H m v i Hm c bi  3.108 (m / s)  k  2f 4f  C 3.108 t tr ng bình là: th c ( ) Trang