第4章习题解答(高频)（小编整理）

第一篇：第4章习题解答(高频)

第4章习题参考解答

1为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？

解：两种放大器最根本的不同点是：低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽，因而只能采用无调谐负载，工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类（限于推挽电路），以免信号严重失真；而高频功率放大器的工作频率高，但相对频带宽度窄，因而可以采用选频网络作为负载，可以在丙类工作状态，由选频网络滤波，避免了输出信号的失真。

2一谐振功率放大器，若选择甲、乙、丙三种不同工作状态下的集电极效率分别为：c甲＝50％，c乙＝75％，c丙＝85％。试求：

（1）当输出功率Po=5W时，三种不同工作状态下的集电极耗散功率PC各为多少？

（2）若保持晶体管的集电极耗散功率PC＝1W时，求三种不同工作状态下的输出功率Po各为多少？

解：通过本题的演算，能具体了解集电极效率对集电极耗散功率和输出功率的影响。（1）根据集电极效率ηc的定义

c可得

PoPo PDPoPc1cPccPo

将ηc甲、ηc乙、ηc丙分别代入上式可得

Pc甲＝Po＝5W，Pc乙＝0.33Po＝1.65W，Pc丙＝0.176Po＝0.88W可看出ηPc就越小。

（2）从Pc的表达式可以推导出

c

越高，相应的PocPc 1c将ηc甲、ηc乙、ηc丙分别代入上式得

Po甲＝Pc＝1W，Po乙＝3Pc＝3W，Po丙＝5.67Pc＝5.67W可见，在Pc相同时，效率越高，输出功率就越大。

4某一晶体管谐振功率放大器，设已知VCC=24V，IC0＝250mA，Po＝5W，电压利用系数ξ＝1。试求PD、ηc、Rp、Icm1、电流通角θc（用折线法）。

解： PDVCCIC0240.25W6W

cPo50.83383.3% PD6

VcmVCC124V24V

Icm12Po25A0.417A 2Vcm24Icm14171.67 IC0250

g1c查原书附录4.1，得出此时的θc＝78°

5在题图4-5中：

（1）当电源电压为VCC（图中的C点）时，动

态特性曲线为什么不是从υCE＝VCC的C 点画起，而是从Q画起？

（2）当θc为多少时，才从C点画起？

（3）电流脉冲是从B点才开始发生的，在BQ这段区间并没有电流，为何此时有电压降BC存在？物理意义是什么？

解：（1）由于放大器工作于丙类，θc＜90°，因此从Q点画起。（2）当θc＝90°时，才从C点画起。

（3）BC这段电压是由谐振回路的滤波作用，所产生的基波电压。因此BC段虽然没有电流，但仍然有电压降。它的物理意义是谐振回路的储能作用。

4-9

高频大功率晶体管3DA4参数为fT＝100MHz，β＝20，集电极最大允许耗散功率PCM＝20W，饱和临界线跨导gcr＝0.8A／V，用它做成2MHz的谐振功率放大器，选定VCC＝24V，θc＝70°，iCmax＝2.2A，并工作于临界状态。试计算Rp、Po、Pc、ηc与PD。

解： 由iCgcrCE，当CECEmin时，iCiCmax，因此得

CEminiCmax2.2A2.75V gcr0.8AV

Vcm＝VCC－υCE min＝（24－2.75）V＝21.25V

Icm1＝iCmaxα1（θc）＝（2.2×0.436）A＝0.96A

［α1（70°）＝0.436］

Po11Icm1Vcm0.96A21.25V10.2W 2IC0＝iCmaxα0（θc）＝（2.2×0.253）A＝0.557A

［α1（70°）＝0.253］

PD＝VCCIC0＝（24V）×（0.557A）＝13.36W

cPo10.20.76376.3% PD13.36Vcm21.25V22.1 Icm10.96A

Pc＝PD－Po＝（13.36－10.2）W＝3.16W＜PCM

（安全工作）

Rp4-10 放大器工作于临界状态，根据理想化负载特性曲线，求出当Rp（1）增加一倍，（2）减小一半时，Po如何变化？

2121Vcm解：（1）

PoIcm1Rp

22RP由负载特性可见，当Rp增加一倍时，放大器由临界转入过压状态，Vcm几乎不变，Po约下降一半。

（2）当Rp减小一半时，放大器将由临界转入欠压状态，Icm1几乎不变，Po也将约下降一半。

4-1

1题图4-11所示为末级谐振功率放大器原理电路，工作于临界状态。图中C2为耦合电容，输出谐振回路由管子输出电容、L1、L2和C1组成，外接负载天线的等效阻抗近似为电阻。将天线短路，开路（短时间），试分别分析电路工作状态如何变化？晶体管工作是否安全？

解：天线开路时，回路的品质因数增大，导致Rp急剧增加，结果是Vcm增大使功率管工作于强过压状态。在强过压状态下，Vcm有可能大于VCC，结果使υCEmax＞V（BR）CEO，功率管被击穿。

天线短路时，回路严重失谐（呈感性），且阻抗Zp＜＜Rp，使功率管工作于欠压状态，Pc增大，很可能导致Pc＞PCM，功率管烧坏。

4-12 一谐振功率放大器，设计在临界工作状态，经测试得输出功率Po仅为设计值的 60％，而IC0却略大于设计值。试问该放大器处于何种工作状态？分析产生这种状态的原因。

解：Rp小，导致放大器进入欠压状态。原因是放大器由临界状态进入欠压状态时，集电极电流脉冲高度增大，导致IC0和Iclm略有增大，但Vcm因Rp而减小，结果是Po减小，PD增大，ηc减小。

4-21 根据题图4-21所示的谐振功率放大器原理电路，按下列要求画出它的实用电路。（1）两级放大器共用一个电源；（2）T2管的集电极采用并馈电路，基极采用自给偏置电路；（3）T1管的集电极采用串馈电路，基极采用分压式偏置电路。

解： 根据题意要求画出的电路如题图4-21（b）所示。图中，两级共用一个电源。电源线必须串接电源滤波网络RC1、CC1、LC1、CC2。T2管基极接高频扼流圈Lb，提供直流通 路，并利用扼流圈的直流电阻产生自给偏压。T2管集电极接高频扼流圈Lc2，组成并馈电路。在L2和L3的接点上并接电容C3，构成T型匹配滤波网络。

4-2

2题图4-22所示为132～140MHz的3W调频发射机末级、末前级原理电路，两级均为共发射极放大器，图中有多处错误，试改正。

解： 目的：改正谐振功放电路的错误，以熟悉谐振功放电路的组成。

题图4-22电路有如下错误：

（1）第一级电路不是共发电路，不合题设要求；

（2）T1管基极和输入回路之间无隔直电容，造成T1管基极对地直流短路，无法提供所需偏置。

（3）T2基极电阻R4上无旁路电容，减弱了自给偏置效应；

（4）电流表上无旁路电容，导致交流信号流过电流表，既影响电流表的准确度，又消耗交流信号能量。

（5）T2管集电极上电容C5将直流电源隔断，应去除。改正电路如题图4-22（b）所示。

第二篇：线性代数习题及解答

线性代数习题一

说明：本卷中，A-1表示方阵A的逆矩阵，r(A)表示矩阵A的秩，||||表示向量的长度，T表示向量的转置，E表示单位矩阵，|A|表示方阵A的行列式.一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

a11a12a133a113a123a131．设行列式a21a22a23=2，则a31a32a33=（）

a31a32a33a21a31a22a32a23a33A．-6 B．-3 C．3

D．6 2．设矩阵A，X为同阶方阵，且A可逆，若A（X-E）=E，则矩阵X=（）A．E+A-1 B．E-A C．E+A

D．E-A-

13．设矩阵A，B均为可逆方阵，则以下结论正确的是（）

A．AA-1B可逆，且其逆为B-1 B．AB不可逆 C．AB-1D．B可逆，且其逆为A-1 AA-1B可逆，且其逆为B-1 4．设1，2，…，k是n维列向量，则1，2，…，k线性无关的充分必要条件是A．向量组1，2，…，k中任意两个向量线性无关

B．存在一组不全为0的数l1，l2，…，lk，使得l11+l22+…+lkk≠0 C．向量组1，2，…，k中存在一个向量不能由其余向量线性表示 D．向量组1，2，…，k中任意一个向量都不能由其余向量线性表示

5．已知向量2(1,2,2,1)T,32(1,4,3,0)T,则=（）A．（0，-2，-1，1）T B．（-2，0，-1，1）T C．（1，-1，-2，0）T

D．（2，-6，-5，-1）T

6．实数向量空间V={(x, y, z)|3x+2y+5z=0}的维数是（）A．1

B．2）

（C．3 D．4 7．设是非齐次线性方程组Ax=b的解，是其导出组Ax=0的解，则以下结论正确的是

（）

A．+是Ax=0的解 C．-是Ax=b的解 8．设三阶方阵A的特征值分别为A．2,4,C．

B．+是Ax=b的解 D．-是Ax=0的解

11，3，则A-1的特征值为（）24B．1 3111， 24311，3 241D．2,4,3 9．设矩阵A=21，则与矩阵A相似的矩阵是（）

1A．1123

01B．102

2C．

D．

21

10．以下关于正定矩阵叙述正确的是（）A．正定矩阵的乘积一定是正定矩阵 C．正定矩阵的行列式一定大于零

二、填空题（本大题共10小题，每空2分，共20分）

请在每小题的空格中填上正确答案，错填、不填均无分。

11．设det(A)=-1，det(B)=2，且A，B为同阶方阵，则det((AB))=__________．

3B．正定矩阵的行列式一定小于零 D．正定矩阵的差一定是正定矩阵

112．设3阶矩阵A=42t23，B为3阶非零矩阵，且AB=0，则t=__________． 1-131k13．设方阵A满足A=E，这里k为正整数，则矩阵A的逆A=__________． 14．实向量空间R的维数是__________．

15．设A是m×n矩阵，r(A)=r,则Ax=0的基础解系中含解向量的个数为__________． 16．非齐次线性方程组Ax=b有解的充分必要条件是__________． n17．设是齐次线性方程组Ax=0的解，而是非齐次线性方程组Ax=b的解，则A(32)=__________． 18．设方阵A有一个特征值为8，则det（-8E+A）=__________．

19．设P为n阶正交矩阵，x是n维单位长的列向量，则||Px||=__________．

20．二次型f(x1,x2,x3)x15x26x34x1x22x1x32x2x3的正惯性指数是__________．

三、计算题（本大题共6小题，每小题9分，共54分）

222121．计算行列式142126142． 114121222．设矩阵A=35，且矩阵B满足ABA=4A+BA，求矩阵B．

-1-1-123．设向量组1(3,1,2,0),2(0,7,1,3),3(1,2,0,1),4(6,9,4,3),求其一个极大线性无关组，并将其余向量通过极大线性无关组表示出来．

124．设三阶矩阵A=24533，求矩阵A的特征值和特征向量． 4225．求下列齐次线性方程组的通解．

x1x35x40 2x1x23x40xxx2x023412242026．求矩阵A=3010360110110的秩．

1

2四、证明题（本大题共1小题，6分）

a1127．设三阶矩阵A=a21a12a22a32a13a23的行列式不等于0，证明： a33a31a13a11a121a21,2a22,3a23线性无关．

aaa313233

线性代数习题二

说明：在本卷中，A表示矩阵A的转置矩阵，A表示矩阵A的伴随矩阵，E表示单位矩阵。的行列式，r(A)表示矩阵A的秩。

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或T

*

A表示方阵A未选均无分。

1.设3阶方阵A的行列式为2，则

12A()A.-1 B.14 C.14 D.1 x2x1x22.设f(x)2x22x12x2,则方程f(x)0的根的个数为（）

3x23x23x5A.0 B.1 C.2

D.3 3.设A为n阶方阵，将A的第1列与第2列交换得到方阵B，若AB,则必有（A.A0 B.AB0

C.A0

D.AB0

4.设A,B是任意的n阶方阵，下列命题中正确的是（）A.(AB)2A22ABB2

B.(AB)(AB)A2B2

C.(AE)(AE)(AE)(AE)D.(AB)2A2B2

a1ba1b2a1b35.设A1a2b1aa0,b2b22b3,其中aii0,i1,2,3,则矩阵A的秩为（a3b1a3b2a3b3A.0 B.1 C.2

D.3 6.设6阶方阵A的秩为4，则A的伴随矩阵A*的秩为（）A.0

B.2））C.3 D.4 7.设向量α=（1，-2，3）与β=（2，k，6）正交，则数k为（）A.-10 C.3

B.-4 D.10 x1x2x348.已知线性方程组x1ax2x33无解，则数a=()2x2ax421A.C.1 2B.0 D.1 1 29.设3阶方阵A的特征多项式为A.-18 C.6

EA(2)(3)2,则A()

B.-6 D.18 10.若3阶实对称矩阵A(aij)是正定矩阵，则A的3个特征值可能为（）A.-1，-2，-3 C.-1，2，3

B.-1，-2，3 D.1，2，3

二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。

3011.设行列式D42,其第3行各元素的代数余子式之和为__________.2253212.设Aaabb,B,则AB__________.aabb1032013.设A是4×3矩阵且r(A)2,B0,则r(AB)__________.10314.向量组（1，2）,（2，3）（3，4）的秩为__________.15.设线性无关的向量组α1，α2，…，αr可由向量组β1，β2，…,βs线性表示，则r与s的关系为__________.x1x2x3016.设方程组x1x2x30有非零解，且数0,则__________.xxx031217.设4元线性方程组Axb的三个解α1，α2，α3，已知1(1,2,3,4)T,23(3,5,7,9)T,r(A)3.则方程组的通解是__________.18.设3阶方阵A的秩为2，且A25A0,则A的全部特征值为__________.2111a019.设矩阵A0有一个特征值2,对应的特征向量为x2,则数a=__________.413220.设实二次型f(x1,x2,x3)xTAx,已知A的特征值为-1，1，2，则该二次型的规范形为__________.三、计算题（本大题共6小题，每小题9分，共54分）21.设矩阵A(,22,33),B求

(,2,3),其中,,2,3均为3维列向量，且A18,B2.AB.111011122X101122.解矩阵方程0.110432123.设向量组α1=（1，1，1，3），α2=（-1，-3，5，1），α3=（3，2，-1，p+2），α4=（3，2，-1，p+2）问p为何值时，该向量组线性相关？并在此时求出它的秩和一个极大无关组.T

T

T

T2x1x2x3124.设3元线性方程组x1x2x32, 4x5x5x1231（1）确定当λ取何值时，方程组有惟一解、无解、有无穷多解？

（2）当方程组有无穷多解时，求出该方程组的通解（要求用其一个特解和导出组的基础解系表示）.25.已知2阶方阵A的特征值为1（1）求B的特征值；（2）求B的行列式.26.用配方法化二次型性变换.四、证明题(本题6分)27.设A是3阶反对称矩阵，证明

22f(x1,x2,x3)x122x22x34x1x212x2x3为标准形，并写出所作的可逆线

11及2,方阵BA2.3A0.习题一答案

习题二答案

线性代数习题三

说明:在本卷中,A表示矩阵A的转置矩阵,A表示矩阵A的伴随矩阵,E是单位矩阵,|A|表示方阵A的行列式,r(A)表示矩A的秩.一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分,共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1.设A为3阶矩阵,|A|=1,则|-2A|=()A.-8 B.-2 C.2 D.8

TT

*12.设矩阵A=1,B=(1,1),则AB=()111A.0 B.(1,-1)C. D.111 3.设A为n阶对称矩阵,B为n阶反对称矩阵,则下列矩阵中为反对称矩阵的是()A.AB-BA B.AB+BA C.AB D.BA

12*-14.设矩阵A的伴随矩阵A=34,则A=()

A.143112112142  B.C.D.3431 342122225.下列矩阵中不是初等矩阵的是()．．101001100A.010 B.010 C.030 0001000016.设A,B均为n阶可逆矩阵,则必有()

100 D.010

201A.A+B可逆 B.AB可逆 C.A-B可逆 D.AB+BA可逆 7.设向量组α1=(1,2), α2=(0,2),β=(4,2),则()A.α1, α2,β线性无关 B.β不能由α1, α2线性表示

C.β可由α1, α2线性表示,但表示法不惟一 D.β可由α1, α2线性表示,且表示法惟一 8.设A为3阶实对称矩阵,A的全部特征值为0,1,1,则齐次线性方程组(E-A)x=0的基础解系所含解向量的个数为()A.0 B.1 C.2

D.3 2x1x2x309.设齐次线性方程组x1x2x30有非零解,则为()xxx0231A.-1 B.0 C.1 D.2 10.设二次型f(x)=xAx正定,则下列结论中正确的是()A.对任意n维列向量x,xAx都大于零 B.f的标准形的系数都大于或等于零 C.A的特征值都大于零 D.A的所有子式都大于零

二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11.行列式

TT0112的值为_________.1212.已知A=23,则|A|中第一行第二列元素的代数余子式为_________.1113

313.设矩阵A=,P=,则AP=_________.012414.设A,B都是3阶矩阵,且|A|=2,B=-2E,则|AB|=_________.15.已知向量组α1,=(1,2,3),α2=(3,-1,2), α3=(2,3,k)线性相关,则数k=_________.16.已知Ax=b为4元线性方程组,r(A)=3, α1, α2, α3为该方程组的3个解,且

-113251,13,则该线性方程组的通解是_________.37491117.已知P是3阶正交矩,向量3,0,则内积(P,P)_________.2218.设2是矩阵A的一个特征值,则矩阵3A必有一个特征值为_________.1219.与矩阵A=03相似的对角矩阵为_________.12T

20.设矩阵A=,若二次型f=xAx正定,则实数k的取值范围是_________.2k

三、计算题(本大题共6小题，每小题9分，共54分)012021.求行列式D=101221010210的值.01012022.设矩阵A=100,B210,求满足矩阵方程XA-B=2E的矩阵X.001000112223.若向量组11,21,36,40的秩为2,求k的值.13k2k232224.设矩阵A110,b1.1210(1)求A;(2)求解线性方程组Ax=b,并将b用A的列向量组线性表出.25.已知3阶矩阵A的特征值为-1,1,2,设B=A+2A-E,求(1)矩阵A的行列式及A的秩.(2)矩阵B的特征值及与B相似的对角矩阵.2-

1x12y12y2y326.求二次型f(x1,x2,x3)=-4 x1x2+ 2x1x3+2x2x3经可逆线性变换x22y12y2y3所得的标准形.x2y3

3四、证明题(本题6分)27.设n阶矩阵A满足A=E,证明A的特征值只能是1.2线性代数习题三答案

第三篇：电磁场习题解答

1—2—

2、求下列情况下，真空中带电面之间的电压。

(2)、无限长同轴圆柱面，半径分别为a和b（ba），每单位长度上电荷：内柱为而外柱为。

解：同轴圆柱面的横截面如图所示，做一长为l半径为r（arb）且与同轴圆柱面共轴的圆柱体。对此圆柱体的外表面应用高斯通量定理，得

 DdSl

s考虑到此问题中的电通量均为er即半径方向，所以电通量对圆柱体前后两个端面的积分为0，并且在圆柱侧面上电通量的大小相等，于是

2lrDl

即 Der，Eer

20r2r由此可得 UbabEdrbererdrln

a2r20a0

1—2—

3、高压同轴线的最佳尺寸设计——高压同轴圆柱电缆，外导体的内半径为2cm，内外导体间电介质的击穿场强为200kV/cm。内导体的半径为a，其值可以自由选定但有一最佳值。因为a太大，内外导体的间隙就变得很小，以至在给定的电压下，最大的E会超过介质的击穿场强。另一方面，由于E的最大值Em总是在内导体的表面上，当a很小时，其表面的E必定很大。试问a为何值时，该电缆能承受最大电压？并求此最大电压。

（击穿场强：当电场增大达到某一数值时，使得电介质中的束缚电荷能够

电磁场习题解答

第 1 页

脱离它的分子 而自由移动，这时电介质就丧失了它的绝缘性能，称为击穿。某种材料能安全地承受的最大电场强度就称为该材料的击穿强度）。

解：同轴电缆的横截面如图，设同轴电缆内导体每单位长度所带电荷的电量为，则内外导体之间及内导表面上的电场强度分别为

E而内外导体之间的电压为

UEdrab，Emax

2r2abdrln

a2r2ab或

UaEmaxln()

badUbEmax[ln()1]0

daabb10，a0.736cm aeb5UmaxaEmaxln0.7362101.4710(V)

a即

ln

1—3—

3、两种介质分界面为平面，已知140，220，且分界面一侧的电场强度E1100V/m，其方向与分界面的法线成450的角，求分界面另一侧的电场强度E2的值。

电磁场习题解答

第 2 页

解：E1t100sin450502，E1n100cos450502

D1n40E1n20002 根据 E1tE2t，D1nD2n得

E2t502，D2n20002，E2nD2n1002 2022(502)2(1002)25010(V/m)于是： E2E2tE2n

1—

8、对于空气中下列各种电位函数分布，分别求电场强度和电荷体密度：（1）、Ax2（2）、Azyx

（3）、Ar2sinBzr（4）、Ar2nisocs

解：求解该题目时注意梯度、散度在不同坐标中的表达式不同。

(Ax2)（1）、E(ijk)i2Axi

xyzxExEyEzExD0()00(2Ax)2A0

xyzxx（2）、E(ijk)

xyzAxyzAxyzAxyz

(ijk)

xyzA(yzixzjxyk)

电磁场习题解答

第 3 页

D0[(Ayz)(Axz)(Axy)]0

xyz1（3）、E[erek)

rrz[1(Ar2sinBrz)er(Ar2sinBrz)err

(ArsinBrz)k)]z

[(2ArsinBz)erArcoseBrk)]

11D0[r(2ArsinBz)(Arcos)rrr

(Br)] z1 0[(4ArsinBz)Asin]

rBz0[4Asin)Asin]

r11（4）、E[eree]

rrrnis1[er(Ar2sincos)e(Ar2sincos)rre1(Ar2sincos)]

rsin11[(2Arsincos)er(Ar2coscos)e(Ar2sinsin)e]

rrsin[(2Arsincos)er(Arcoscos)e(Arsin)e]

电磁场习题解答

第 4 页

111D0[2(r2Er)(Esin)(E)]

rsinrsinrr0[113(2Arsincos)(Arcoscossin)

rsinr2r 1(Arsin)]

rsinAcosAcos(cos2sin2)]sinsin 0[6Asincos1—4—

2、两平行导体平板，相距为d，板的尺寸远大于d，一板的电位为0，另一板的电位为V0，两板间充满电荷，电荷体密度与距离成正比，即。(x)0x。试求两极板之间的电位分布（注：x0处板的电位为0）解：电位满足的微分方程为

0d2x 20dx其通解为： 03xC1xC2 60定解条件为：x00； xdV0 由x00得 C20 由xdV0得 于是 03VdC1dV0，即 C100d2 60d6003V002x(d)x 60d601—4—

3、写出下列静电场的边值问题：

电磁场习题解答

第 5 页

（1）、电荷体密度为1和2（注：1和2为常数），半径分别为a与b的双层同心带电球体（如题1—4—3图（a））；

（2）、在两同心导体球壳间，左半部分和右半部分分别填充介电常数为1与2的均匀介质，内球壳带总电量为Q，外球壳接地（题1—4—3图b））；（3）、半径分别为a与b的两无限长空心同轴圆柱面导体，内圆柱表面上单位长度的电量为，外圆柱面导体接地（题1—4—3图（c））。

电磁场习题解答

第 6 页

解：（1）、设内球中的电位函数为1，介质的介电常数为1，两球表面之间的电位函数为2，介质的介电常数为2，则1，2所满足的微分方程分别为

211，222 12选球坐标系，则

111211121(r)(sin)r1r2rr2sinr2sin2221221122(r)(sin)r2r2rr2sinr2sin2由于电荷对称，所以1和2均与、无关，即1和2只是r的函数，所以

11211222，(r)(r)22rrrrrr21定解条件为：

分界面条件： 1ra

2电位参考点： 2

附加条件：1r0；

1ra1r2ra2r

rarb0；

为有限值

（2）、设介电常数为1的介质中的电位函数为1，介电常数为2的介质中的电位函数为2，则

1、2所满足的微分方程分别为

211，222 12选球坐标系，则

电磁场习题解答

第 7 页

11211121(r)2(sin)20 22rrrrsinrsin21221122(r)2(sin)20 22rrrrsinrsin由于外球壳为一个等电位面，内球壳也为一个等电位面，所以1和2均与、无关，即1和2只是r的函数，所以

121122(r)0(r)0，rrr2rr2r2

2分界面条件： 12

由分解面条件可知12。令 12，则在两导体球壳之间电位满足的微分方程为

12(r)0

rr2r

电位参考点： rb0；

边界条件：2a2(1Er2Er)raQ，即

2a2(12)()Q rra（3）、设内外导体之间介质的介电常数为，介质中的电位函数为，则所满足的微分方程分别为

20，选球柱坐标系，则

1122

(r)20

rrrr2z

2电磁场习题解答

第 8 页

由于对称并假定同轴圆柱面很长，因此介质中的电位和及z无关，即只是r的函数，所以

1(r)0 rrr

电位参考点： rb0；

边界条件：2aEr

2a(

1－7－

3、在无限大接地导体平板两侧各有一个点电荷q1和q2，与导体平板的距离均为d，求空间的电位分布。

ra，即

) rra

解：设接地平板及q1和q2如图（a）所示。选一直角坐标系，使得z轴经过q1和q2且正z轴方向由q2指向q1，而x，y轴的方向与z轴的方向符合右手螺旋关系且导体平板的表面在x，y平面内。计算z0处的电场时，在（0,0,d）处放一镜像电荷q1，如图（b）所示，用其等效q1在导体平板上的感应电荷，因此

1q111()

22240x2y2(zd)2xy(zd)计算z0处的电场时，在（0,0,d）处放一镜像电荷q2如图（c）所示，用

电磁场习题解答

第 9 页

其等效q2在导体平板上的感应电荷，因此

2q211()

22222240xy(zd)xy(zd)1－7－

5、空气中平行地放置两根长直导线，半径都是2厘米，轴线间距离为12厘米。若导线间加1000V电压，求两圆柱体表面上相距最近的点和最远的点的电荷面密度。

解：由于两根导线为长直平行导线，因此当研究它们附近中部的电场时可将它们看成两根无限长且平行的直导线。在此假定下，可采用电轴法求解此题，电轴的位置及坐标如图所示。

126cm 由于对称 h2而 bh2R2622242cm

设负电轴到点p(x,y)的距离矢量为r2，正电轴到点p(x,y)的距离矢量为r1（p点应在以R为半径的两个圆之外），则p点的电位为

r2(xb)2y2ln()ln (x,y) 2220r120(xb)y1两根导体之间的电压为U，因此右边的圆的电位为U，即

2τ(hRb)2U(hR,0)ln 2202(hRb)

电磁场习题解答

第 10 页

由此可得 20Uh-Rb2lnh-R-b25010004ln(12)250ln(12)

(xb)2y2ln于是 (x,y) 22(xb)yln(12)Egrad

(xb)[(xb)2y2](xb)[(xb)2y2]{ex2222[(xb)y][(xb)y]ln(12)250 y[(xb)y]y[(xb)y]ey}[(xb)2y2][(xb)2y2]2222

由于两根导线带的异号电荷相互吸引，因而在两根导线内侧最靠近处电场最强电荷密度最大，而在两导线外侧相距最远处电荷密度最小。

max(xb)[(xb)2y2](xb)[(xb)2y2]0{ex 2222[(xb)y][(xb)y]ln(12)250( ex)xhRy0y[(xb)2y2]y[(xb)2y2] ey}2222[(xb)y][(xb)y] 011)1.770107C/m2

ln(12)hRbhRb(250min(xb)[(xb)2y2](xb)[(xb)2y2]0{ex2222[(xb)y][(xb)y]ln(12)250y[(xb)2y2]y[(xb)2y2]ey}[(xb)2y2][(xb)2y2] ex xhRy0

电磁场习题解答

第 11 页

011)8.867108C/m2

ln(12)hRbhRb(250

1—9—

4、一个由两只同心导电球壳构成的电容器，内球半径为a，外球壳半径为b，外球壳很薄，其厚度可略去不计，两球壳上所带电荷分别是Q和Q，均匀分布在球面上。求这个同心球形电容器静电能量。

解：以球形电容器的心为心做一个半径为r的球面，并使其介于两导体球壳之间。则此球面上任意一点的电位移矢量为



DQe 2r4rDQ电场强度为

Eer

4r21Q2而电场能量密度为

weED 24232r球形电容器中储存的静电场能量为

b2Q22WewedVrsindddr

Va00322r4b2Q2sindddr a00322r2b1Q2Q2b10(cos0cos)(20)2drdr 22aa8r32rQ211Q2ba()= 8ab8ab

1－9－

5、板间距离为d电压为U0的两平行板电极浸于介电常数为ε的液

电磁场习题解答

第 12 页

态介质中，如图所示。已知液体介质的密度是m，问两极板间的液体将升高多少？

解：两平行板电极构成一平板电容器，取如图所示的坐标，设平板电 容器在垂直于纸面方向的深度为w，则此电容器的电容为

(Lx)w0xw C(x) dd电容中储存的电场能量为

11(Lx)w0xw2)U0

WeCU02(22dd液体表面所受的力为

2 We12 C(x)U0wU0(0)

fx x2 x2d此力应和电容器中高出电容器之外液面的液体所受的重力平衡，由此

可得

2U0w(0)mgdwh

2d2(0)U0即 h 22mgd2—

5、内外导体的半径分别为R1和R2的圆柱形电容器，中间的非理想介

电磁场习题解答

第 13 页

质的电导率为。若在内外导体间加电压为U0，求非理想介质中各点的电位和电场强度。

解：设圆柱形电容器介质中的电位为，则

20

选择圆柱坐标，使z轴和电容器的轴线重合，则有

1122

(r)0

rrrr22z2假定电容器在z方向上很长，并考虑到轴对称性，电位函数只能是r的函数，因此所满足的微分方程可以简化为

1(r)0 rrrC1 C1，rrr两边再积分得电位的通解

C1lnrC2 定解条件：rRU0，rR0 即

r12将电位函数的通解带入定解条件，得

C1lnR1C2U0 C1lnR2C20

由上述两式解得

电磁场习题解答

第 14 页

U0U0，C2U0lnR1

R1R1lnlnR2R2U0U0U0r于是

lnrlnR1U0lnU0

RRRR1ln1ln1ln1R2R2R21而

E[ereez]

rrzU0U01r(lnU0)er

er

RRrR1rln1ln1R2R2

2—

7、一导电弧片由两块不同电导率的薄片构成，如图所示。若

C116.5107西门子/米，21.2107西门子/米，R245厘米，R130厘米，钢片厚度为2毫米，电极间的电压U30V，且电极1。求：

⑴、弧片内的电位分布（设x轴上电极的电位为0）；

⑵、总电流I和弧片的电阻R；

⑶、在分界面上D，，E是否突变？ ⑷、分界面上的电荷密度。

解：（1）、设电导率为1的媒质中的电位为1，电导率为2的媒质中的电磁场习题解答

第 15 页

电位为2，选取柱坐标研究此问题。由于在柱坐标中电极上的电位和r及z无关，因而两部分弧片中的电位也只是的函数，即

1  1121 21 121 1(r)22 222r r rr  zr 21  2122 22 122 2(r)22 222r r rr  zr 2由上边两式可得

1、2的通解分别为

1C1C

22C3C4 此问题的定解条件是：

200

……（a）

1U

……（b）

212……（c）

144 1 24 2 4……（d）

根据上述四式可得

C40，C1C1C2U 2C2C3C4，1C12C3 44联立以上四式解得

C14U2U(12)，C2UC1

(12)21214U1，C40 C12(12)4U2U(12)(5.9520.65)V

(12)124U132.26 V

(12)C3于是

12

电磁场习题解答

第 16 页

（2）、根据 E得

4U25.95

E1ee

(12)rr又E，因此

4U125.953.8681087e)e

11E1e6.510(rr(12)r R23.868108而

I 1dS(e)(0.002)edr

S R1rR

7.736105ln(2)3.14105A

R1U305R9.5510 

5Ι3.1410（3）、由于电流密度的法向分量在分界面上连续，且在此题目中电流密度只有法向分量，因此 12。分界面处的电场强度等于分界面处的电流密度与电导率的比值，又12，因此 E1中的电流场，媒质的介电常数一律为0，因此D1（4）、(D10(44444E2D24。对于导电媒质。

D244) e

4U04U24U1ee) e(12)

(12)r(12)r(12)r

2—

11、以橡胶作为绝缘的电缆的漏电阻通过下属办法测定：把长度为l的电缆浸入盐水溶液中，然后在电缆导体和溶液之间加电压，从而可测得电流。有一段3米长的电缆，浸入后加200V的电压，测得电流为2109A。已知绝缘层的厚度和中心导体的半径相等，求绝缘层的电阻率。

解： 设导体的电位高于盐水的电位，则绝缘层中的漏电流密度为：

Ier

2lr而绝缘层中的电场强度为：

I

Eer

2lr设导体的半径为R1，电缆绝缘层的外半径为R2，则导体和盐水之间的电压为：

电磁场习题解答

第 17 页

R2IIUererdrdr

R1R12lrR12lrR21R2II  drln2lR1r2lR1RI即

ln2

2UlR1将已知数据代入上式，得

2R12109109 lnln23.6771013S/m

22003R160012.7271012/m R2R2Edr3－2－

1、一半径为a长圆柱形导体，被一同样长度的同轴圆筒导体所包围，圆筒半径为b，圆柱导体和圆筒导体载有相反方向电流I。求圆筒内外的磁感应强度（导体和圆筒内外导磁媒质的磁导率均为0）。

解：求解此问题可将圆柱导体和圆筒导体视为无限长。在垂直于z的平面上以z轴和此平面的交点为心做一半径为r的圆l，设l的方向和z符合右手螺旋关系。

由安培环路定律得：

HdlI l

电磁场习题解答

第 18 页

式中I为l中包含的电流，其方向与l符合右手螺旋关系时为正，否则为负。考虑到在l上H的大小相等，方向为l的切线方向，则有

2rHI

I0IIe，Be 即

H，而 H2r2r2r当0ra时，有

Ir22I2r2I

aa0r2r2Ie02Ie

而

B2ra2a当arb时，有 II

 而

B0Ie

2r当rb时，有

I0  因而

B0

3－3－

3、在恒定磁场中，若两种不同媒质分解面为xoz平面，其上有电流线密度k2exA/m，已知H1(ex2ey3ez)A/m，求H2。

电磁场习题解答

第 19 页

解：设y0的区域中的磁导率、磁场强度、磁感应强度分别为

2、H2、B2；y0的区域中的磁导率、磁场强度、磁感应强度分别为

1、H1、B1。

由已知条件得：

H1z3；

H1x1；

B1yH1y1 由分解面条件得：

H2zH1z2；

H2xH1x0；B2yB1y

将已知条件代入，得：

H2z2H1z5；

H2xH1x1；

B2y1H1y21

而

H2yB2y221 2于是

H2H2xexH2yeyH2zez(ex21ey5ez)A/m

2

3－4－

3、已知电流分布为

JJ0rezra

。J0为常数，求矢量位A和磁感应强度B（注A的参考点选为rr0a处）



解：设r0的区域中的矢量磁位为A1，r0的区域的矢量磁位为A2，则A1、A2所满足的微分方程分别为：

A10J0rez

ra 2

A20

ra 2考虑到电流密度只有z分量，矢量磁位也只能有z分量，上两可改写为

2A1z0J0r

ra

电磁场习题解答

第 20 页

2A2z0

ra 选圆柱坐标系，上两式变为

A1z112A1z2A1z

(r)20J0r 22rrrrzA2z112A2z2A2z

(r)20

rrrr2z2由于电流密度不随z和变化，所以矢量磁位也不随z和变化，因此上述两式可简化为

A1z1(r)0J0r

（1）rrrA2z1(r)0

（2）rrr

（1）、（2）两式的通解分别为

A1z0J03rC1lnrC（3）9A2zC3lnrC（4）

定解条件：

附加条件：当r0时，A1z应为有限值；参考点处矢量磁位为0，即A2zrr00

分解面条件：A1zra11(A2)A2zra；(A1)rara00根据定解条件，得：

C10

（5）

C3lnr0C40

（6）

电磁场习题解答

第 21 页

0J03aC1lnaC2C3lnaC4

（7）9J111C（8）(00a2C1)03a0a即

C3lnr0C40

0J03aC2C3lnaC4

90J02C3a 3a联立上述三式解得：

C30J03Ja；

C400a3lnr0； 33C20J03ra[13ln0] 9aJJr于是

A1[00r300a3(13ln0)]ez

99a0J0r[r3a3(13ln0)]ez 9aJJA2[00a3lnr00a3lnr0]ez

33[0J03r0aln]ez 3r由柱坐标中的旋度公式

1AzAArAz1(rA)ArAer()e()er()

rzzrrr

电磁场习题解答

第 22 页

可得：

JA1zB1A1e()00r2e

r30J0a3A2zB2A2e()e

r3r

3－6－

1、在磁导率70的半无限大导磁媒质中距媒质分界面2cm有一载流为10A的长直细导线，试求媒质分界面另一侧（空气）中距分界面1cm处p点的磁感应强度B。

解：此题如图1所示，图中h2cm，h11cm，I10A（设其方向和正z轴的方向一致）求空气中的磁场的等效模型如图2所示。图中的

I而

Hp2701407III

0708047875I1iIii(A/m)2(hh1)42(0.010.02)3

42Bp0Hp1.1610i(Wb/m)

3—7－

2、有一截面为正方形的铁磁镯环，均匀绕有500匝导线，镯环内外

电磁场习题解答

第 23 页

半径分别为R16cm和R27cm，高h1cm，8000，求线圈的自感系数。

解：做一个半径为r的圆，使此圆所在的平面在正方形铁磁镯环的两个端面之间，且与端面平行，圆心在铁磁镯环的轴线上。

设线圈的匝数为n，根据安培环路定理，得



HdlnI

l对于此题，在上述所做的圆上磁场强度的大小处处相等，方向沿圆的切线方向，于是上述积分的结果为

2rHnI

nInI即

He，Be

2r2rR2nI磁通为

BdseedsSS2rR1nI02rdzdr

h

nI2R1R2h0nIhR21dzdr lnr2R1n2IhR2线圈的磁链为

n ln2R1再由LI，得

n2hR2500280000.017

Llnln

I2R126

电磁场习题解答

第 24 页

500280041070.017ln0.0616H

26

3—7－

3、如图所示，求真空中：（1）、沿Z轴放置的无限长直线电流和匝数为1000的矩形回路之间的互感；（2）、如矩形回路及其它长度所标尺寸的单位，不是米而是厘米，重新求互感。

解：(1)、在x0，y0的半平面内

B0I2y(i)

设互感磁通m的方向如图中的所示，则

 5 5I0m 2  0 2y dz dy5I02ln52 与线圈交链的总互感磁链为

2500I0mNmln52()而

MmI25000ln(52)9.163104(H)（2）、如图中的尺寸的单位为厘米时

电磁场习题解答

第 25 页

Mm2505ln()9.163106(H)I23－8－

1、求无限长同轴电缆单位长度内导体和外导体之间区域内所储存的磁场能量。设内导体半径为R1，外导体很薄，半径为R2，内导体和外导体之间媒质的磁导率为0，电缆中的电流为I。

解：设同轴电缆的横截面及内导体中电流的方向如图所示，则内外导体之间的磁场强度为（取圆柱坐标，使z轴和同轴电缆的轴线一致，其方向和I的方向相同）

0IIe，而

B0He

H2r2r0I21HB

得

wm22 由

wm28r而

Wm1002R2R1rdrddzwm2R2R11002R2R10I2drddz 28r0I2820010I21drddzr8201200I2R2R2 lnddzlnR14R13 －8－

2、在题3 －7－2的镯环线圈中，通以电流I1A。求磁场能量：

121（1）、用WmLI求解；（2）、用WmBHdV求解。

22V解： 利用题3 －7－2的一些结果，有

nIn2hR2nI

H e，Be，Lln2r2r2R

1电磁场习题解答

第 26 页

1n2hR22n2hI2R2（1）、Wm

lnIln22R14R1500280041070.01127ln3.08102(J)

4611hR22nInI（2）、WmHBdVeerddrdz

V0R01222r2rn2I21hR22n2I ddrdz20R0124r820R1hR2201ddrdz rhn2I2R2ln3.08102(J)

4R1

4—

1、长直导线中通过电流i，一矩形导线框置于其近旁，两边与直导线平行，且与直导线共面，如图所示。

（1）、设iImcos(t)，求回路中的感应电动势（设框的尺寸远小于正弦电流的波长）。

（2）、设iI0，线框环路以速度v向右平行移动，求感应电动势。（3）、设iImcos(t)，且线框又向右平行移动，再求感应电动势。

解：取电动势和磁通的方向如图所示，选柱坐标且使z轴与线电流重合，方向与电流的方向一致。

电磁场习题解答

第 27 页

（1）、线圈不动，电流随时间变化：

i0e

B2r

b0caci0ibaceedrdz0ln 2r2c由于e和符合右手螺旋关系，所以

ebImddibacca(0ln)0ln()sin(t)dtdt2c2c

（2）、电流不变，线圈运动：

取积分路径的方向和电动势的方向一致，则

evBdl

l

[(vb0b

(v0cvtaI00Ie)ezdz(v00e)erdr

cvt2(cvt)2rcvtaI00Ie)(ez)dz(v00e)(er)dr]

cvt2(cvta)2rb

(v0bI00I00e)ezdz(ve)(ez)dz

02(cvt)2(cvta)





bvI00vI00ezezdzez(ez)dz

02(cvt)02(cvta)bbvI00vI00dzdz

02(cvt)02(cvta)bvI00b11()2cvtcvta

（3）、电流和线圈的位置都随时间变化：

电磁场习题解答

第 28 页

i0Be

2r



eb0cvtacvti0ibacvteedrdz0ln 2r2cvtbdddibacvtacvt(0ln)0(iln)dtdt2cvt2dtcvt0bdacvt[Imcos(t)ln] 2dtcvt

0bImd{cos(t)ln(acvt)cos(t)ln(cvt)} 2dt0bImv{sin(t)ln(acvt)cos(t)2acvtv} cvt

(t)lnc(vt)cos(t)

sin0bImacvt11{lnsin(t)v()cos(t)} 2cvtcvtacvt

0.02sin(109t)A/m2，4—

2、已知一种有损耗媒质中的电流密度J若媒质c的103S/m，r6.5，求位移电流密度。

解：用相量表示电流密度，则

0.02/00

Jcm00.02/050电场强度为

E 210/0V/mm310JcmEE电位移相量为 Dmmr0m

电磁场习题解答

第 29 页

109132105/001014/00C/m6.53636jDj109131014/00j1.149106/00A/m2 而

Dmm36所以

D1.149106sin(109t900)A/m2

4－

5、由圆形极板构成的平板电容器如图所示，两极板之间充满电导率为、介电常数为、磁导率为0的非理想介质。把电容接到直流电源上，求该系统中的电流及电容器极板之间任意一点的坡印亭向量，并证明其中消耗的功率等于电源供给的功率。

解：忽略边缘效应后有

r2U0UrrE(ez)，H(e)e0e

d2r22d电容中任意一点的坡印亭矢量为：

2U0U0rU0rSEHezeer 2d2d2dU电流为：

I0R2

d电源提供的功率为：

2U0PsU0IR2

d电容消耗的功率为：

电磁场习题解答

第 30 页

PcSds{Sdsss1s2Sdss3Sds}

上式中的S，S1，S2和S3分别是电容器的外表面、介质与上极板的分界面、介质与下极板的分界面和电容器的外侧面。由于在介质与导体的分界面处，导体一侧的电场强度为0，所以

222U0U0U02PcSdsR(e)edsRdsR rrs32d2s3s32d2d

4—

7、已知空气中的电场强度为



E0.1sin(10x)cos(6109tz)ey

求相应的H和。

11解： v3108m/s

00109741036610920rad/ m

8v310

Em0.1sin(10x)ejzey

由

EjBjH，得

eeeeeexyzxyz111 HmjEmjj0xyzxzE0E0ymxmEymEzm

EEymymj[exez]zx1j[ex(0.1sin(10x)ejz)ez(0.1sin(10x)ejz)] zx1j[ex0.1sin(10x)(j)ejzez0.110cos(10x)ejz] 00.1[exsin(10x)ejzez10cos(10x)ejzj90] 0.1jzjzj900[esin(10x)20ee10cos(10x)e] xz97610410

1电磁场习题解答

第 31 页

1jzjzj900[exsin(10x)2eezcos(10x)e] 2410211jzjzj900exsin(10x)eecos(10x)e z22121024101H[exsin(10x)cos(6109t20z)21210190cos(10x)cos(610t20z90)]A/m

ez 22410

6－2－

3、已知自由空间中电磁场的电场分量表达式为



E37.7cos(6108t2z)eyV/m

这是一种什么性质的场？试求出其频率、波长、速度、相位常数、传播方向及H的表达式。

解：此场为一种沿负z轴方向传播的均匀平面波。

v31081m f310Hz，v310m/s，8f3100081861082rad/ m

v3108

Z00120 037.7Hcos(6108t2z)ex

120

0.1cos(6108t2z)exA/m

6－2－

4、某电台发射600kHz的电磁波，在离电台足够远处可以认为是平面波。设在某一点a，某瞬间的电场强度为10103V/m，求该点瞬间的磁场强度。若沿电磁波的传播方向前行100m，到达另一点b，问该点要迟多少时间才具有此10103V/m的电场。

电磁场习题解答

第 32 页

解：空气可以视为理想介质，设电磁波沿x方向传播，因此

EEmcos(26105tx)

设电磁波传播到a点的时间为t1，a点的x坐标为x1，则

Emcos(26105t1x1)102

102即

Em 5cos(2610t1x1)1025于是

Ecos(2610tx)5cos(2610t1x1)根据理想介质中磁场强度和电场强度的关系，有

E102Hcos(2610tx)5Z0120cos(2610t1x1)当tt1，xx1时，有

E102Hcos(26105t1x1)5Z0120cos(2610t1x1)1022.65105A/m 120设电磁波传播到b点的时间为t2，b点的x坐标为x2。依据题意可得

10252 cos(2610tx)10225cos(2610t1x1)即

cos(26105t2x2)cos(26105t1x1)将x2x1100带入上式，得

cos(26105t2(x1100))cos(26105t1x1)根据上式，可得

电磁场习题解答

第 33 页

2610510081001631010s

(t2t1)55326102610

6－3－

1、均匀平面波在海水中垂直向下传播，已知f0.5MHz，海水的r80，r1，4S/m，在x0处



H20.5107cos(t350)ey

求：（1）、海水中的波长及相位速度；（2）、x1m处，E和H的表达式；（3）、由表面到1m深处，每立方米海水中损耗的平均功率。

解：由于420.510680103691800，所以此时的海水为良导体。

（1）、22225m；

20.51064107 v22251055106m/ s724104（2）、225105410742.81m1/2



H20.5107e2.81xcos(t3502.81x)ey

2510541070

Z0/45/4500.993/450

4

E20.51070.993e2.81xcos(t3502.81x450)(ez)

20.36107e2.81xcos(t3502.81x450)(ez)

电磁场习题解答

第 34 页

在x1处



E1.226107cos(t1501)(ez)



H1.234107cos(t1960)ey

（3）、SEH20.36107e2.81xcos(t1502.81x)(ez)



20.5107e2.81xcos(t3502.81x)ey



4.171012e5.62xcos(t1502.81x)cos(t3502.81x)ex 

2.0851012e5.62x[cos(450)cos(2t2505.62x)]ex

 SavTT02.0851012e5.62x[cos(450)cos(2t2505.62x)]exdt



2.0851012e5.62xcos(450)ex



P[2.0851012cos(450)ex(ex)ds

s1

2.0851012e5.62cos(450)ex(ex)ds]

s

2s12.0851012cos(450)ds2.0851012e5.62cos(450)ds

s2s1s2

2.08510120.707[ds

e5.62ds]1.471012W/m3

6－3－

3、设一均匀平面电磁波在一良导体内传播，其传播速度为光在自由空间波速的1‰且波长为0.3mm，设煤质的磁导率为0，试决定该平面电磁波的频率及良导体的电导率。

解：

vc0.0013105m/s，而在良导体中：

2由上两式得：

223104，v3105



电磁场习题解答

第 35 页

8 9108

0

291010 0162即

2281100

0441106S/m 7900904109910100而

，29101009101041071106109Hz

f24497—

8、已知传输线在1GHz时的分布参数为：R010.4/m；C08.351012F/m；L01.33106H/m，G00.8106S/m。试求传输线的特性阻抗，衰减常数，相位常数，传输线上的波长及传播速度。

解：特性阻抗

R0jL0Z0G0jC010.4j21091.33106399.1

0.8106j21098.351012衰减常数和相位常数：

j(R0jL0)(G0jC0)

(10.4j21091.33106)(0.8106j21098.351012)

0.01315j20.93

由此可见

0.01315Np/m，20.93rad/m

电磁场习题解答

第 36 页

波速和波长：

vv3108m/, s 0.3m f7—4—

2、特性阻抗Z0100，长度为/8的无损耗传输线，输出端接有负载Zl(200j300)，输入端接有内阻为100、电压为50000V的电源。试求：（1）、传输线输入端的电压；（2）、负载吸收的平均功率；（3）、负载端的电压。

解：（1）、传输线的输入阻抗为

22Zlcos(l)jZ0sin(l)

ZinZ022Z0cos(l)jZlsin(l)

(200j300)cos()j100sin()4100100cos()j(200j300)sin()44

50(1j3)

0050005000520

I/45A 1010050j1501502/4530ZI50(1j3)52/450A372.68/-26.5V6

U1in13（2）、负载吸收的平均功率

由于传输线是无损线，所以负载吸收的平均功率等于传输线始端输入的平均功率

P2U1I1cos(26.560450)277.85W（3）、负载端的电压

Ucos2sin2cossin(l)jZI(l)U()jZI()

U210110144

电磁场习题解答

第 37 页

2]2[50(1j3)52/450j10052/450] [U1jZ0I12233250250/450[1j5]5.1/45078.690425/33.690V

337—

17、长度为/4的无损耗线联接如题7—17图。其特性阻抗Z0为50。

若要使电源发出最大功率，试决定集中参数B的值及电源内阻。

Z22解：Zlcos()jZ0sin()Z2025inZ044Zcos(22Z l(14)jZj)0lsin(4)

Y1(1j)inZ in25当 YjB1inR时电源发出的功率最大，由此可得

01j25jB1R

即 B1S，R025 025

电磁场习题解答

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第四篇：工程材料习题解答.doc

1-2假设塑性变形时材料体积不变，那么在什么情况下塑性指标δ、ψ之间能建立何种数学关系。解：无颈缩情况下，L0S0＝L1S1 ……①δ＝（L1-L0）/ L0，ψ＝（S0-S1）/ S0 ……②

②代入①化简得（δ+1）(1-ψ)=1 1-3 现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；②进行热处理改性强化；③改变改支架的截面与结构形状尺寸。

答：选用第三种。因为工件的刚性首先取决于其材料的弹性模量E，又与该工件的形状和尺寸有关。而材料的弹性模量E难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法改变，所以选第三种。

l-5在零件设计与选材时，如何合理选择材料的σp、σe、σs、σb性能指标?各举一例说明。答：σp：当要求弹性应力和弹性变形之间保持严格的正比关系时。σ工‹σp

σe：工程上，对于弹性元件，要求σ工‹σeσs：对于不允许有明显塑性变形的工程零件，要求σ工‹σσb：对塑性较差的材料，要求σ工‹σb例如：σp-炮管、σe-弹性元件、σs-紧固螺栓、σb-钢丝绳 1-6现有两种低强度钢在室温下测定冲击韧性，其中材料A的A K =80J，材料B的A K =60J，能否得出在任何情况下材料A的韧性高于材料B，为什么？ 答：不能。因为影响冲击韧性的因素很多。

1-7实际生产中，为什么零件设计图或工艺卡上一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？ 答：这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。硬度是一个表征材料性能的综合性指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力，同时硬度的测量操作简单，不破坏零件，而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件，所以实际生产中，在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。

2-1 常见的金属晶体结构有哪几种：它们的原于排列和晶格常数有什么特点?。α—Fe、γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、C r、V、Mg、Zn各属何种结构?

答：体心：α—Fe、C r、V 面心： γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、密排六方：Mg、Zn 2-2已知γ-Fe的晶格常数要大于α-Fe的晶格常数，但为什么γ-Fe冷却到912C转变为α-Fe时，体积反而增大？ 答：这是因为这两种晶格的致密度不同，γ-Fe的致密度是74%，α-Fe的致密度是68%，当γ-Fe冷却到912C转变为α-Fe时，由于致密度变小，导致了体积反而增大。

2-5 总结说明实际金属晶体材料的内部结构特点。

答：金属晶体内原子排列总体上规则重复，常见体心、面心、密排六方三各晶格类型。但也存在不完整的地方，即缺陷，按几何形态分为点、线、面缺陷。

3-1 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；(1)金属模浇注与砂模浇注；(2)高温浇注与低温浇注；(3)铸成薄壁件与铸成厚壁件；(4)浇注时采用振动与不采用振动；(5)厚大铸件的表面部分与中心部分。

0

0

s 答：1前小；2后小；3前小；4前小；5前小； 3-2 下列元素在α—Fe中形成哪种固溶体？ Si，C，N，Cr，Mn，B，Ni 答：间隙：C，N，B 置换：Si，Cr，Mn，Ni 3-6 为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金?为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金? 答：共晶成分的合金恒温结晶，流动性好，适合铸造。单相固溶体成分的合金，塑性好。

３-补１、什么叫固溶体相？其结构有何特点？性能如何？在合金中有何作用？举一例说明。答：组成固态合金的组元相互溶解形成的均匀结晶相。

结构：保持溶剂的晶格不变，溶质以原子分散于溶剂晶格中，成分不固定，A（B）表示。性能：强度较纯溶剂金属大，塑性、韧性较好。作用：合金中为基本相，作基体相。举例：如碳钢中的铁素体F。

３-补

2、已知A熔点600度与B熔点500度，在液态无限互溶；在固态300度时，A溶于B的最大溶解度为30%，室温时为10%，但B不溶于A；在300度时，含40%B的液态合金发生共晶反应。现要求：

（1）、作出A--B合金相（2）、注明各相区的组答：

4-4 简要比较液态异同之处。

答：同：都是结晶，需要△T，有形核、长大过程。异：液态结晶，液→固，△T可小些，无序→有序，相变。重结晶，固→固，△T较大，有序→有序，相变。

再结晶，只有变形金属才可再结晶，是晶格畸变减轻、消失，破碎晶粒→完好晶粒，不是相变。4-5 金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒？为什么？

答：不能。只有变形金属才可再结晶，储存能量是产生再结晶的前提。

8、钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）？

解：钨的再结晶温度是：（3410＋273）×0.4-273＝1200℃

∵加工温度小于再结晶温度，∴属于冷加工 锡的再结晶温度是：（232＋273）×0.4-273＝-33℃ ∵加工温度大于再结晶温度，∴属于热加工

图； 织。

结晶、重结晶、再结晶的4-9 用下列三种方法制造齿轮，哪一种比较理想?为什么?(1)用厚钢板切成圆板，再加工成齿轮(2)用粗钢棒切下圆板，再加工成齿轮；(3)将圆棒钢材加热，锻打成圆饼，再加工成齿轮。（4）下料后直接挤压成形。答：第四种。下料后直接挤压成形，保留纤维组织。

4-１０、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。

答：冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。

５-１、分析含碳量ＷC分别为0.2%、0.45%、0.8%、1.2%的铁碳合金在极缓慢冷却时的组织转变过程，绘出室温组织示意图并在图上标出组织组成物名称。

答：

0.2%：A-F+A-F+P 0.45%：A-F+A-F+P 0.8%：A-P 1.2%：A-Fe3C+A-Fe3C+P 5-2 分析一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体的异同之处。答：同：性能

异：一次渗碳体从液态中析出，为长条状。二次渗碳体从Ａ中析出，为网状。三次渗碳体从Ｆ中析出，为点状。共晶渗碳体与Ａ共晶反应生成，为块状。共析渗碳体与Ｆ共析反应生成，为长条状。

5-4 某仓库中积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂不知其化学成分．现找出一根，经金相分析后发现组织为珠光体和铁素体，其中铁素体占80％(体积分数)。问此钢中碳的质量分数大约为多少？

解：组织为珠光体和铁素体，所以是亚共析钢，C全在P中，Wc=0.77%×20%=0.154% ５-3 根据铁碳相图计算：

(１)室温下，Ｗc为0.2％的钢中珠光体和铁素体的相对量；(2)室温下，Ｗc为１.2％的钢中珠光体和二次渗碳体的相对量；(3)727℃共析反应刚完成时，珠光体中铁素体和渗碳体的相对量；(4)Wc为1．2%的钢在1400℃、1100℃和800℃时奥氏体中的含碳量；(5)铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大质量分数。解：（1）WP=0.2/0.77=26% WF=(0.77-0.2)/0.77=74%（2）WP=(6.69-1.2)/(6.69-0.77)=92.7% WFe3CⅡ=(1.2-0.77)/(6.69-0.77)=7.3%（3）WF=(6.69-0.77)/6.69=88% WFe3C=0.77/6.69=12%（4）1400℃为L+A，A中C%>1.2% 1100℃为A，A中C%=1.2% 800℃为A+ Fe3C，A中C%<1.2%（5）W Fe3CⅡMAX=(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=22.6% W Fe3CⅢMAX=(0.0218-0.0008)/(6.69-0.0008)=0.3% ５-5 已知铁素体的硬度为80HBS，渗碳体的硬度为800HBw，根据两相混合物的合金性能变化规律，计算珠光体的硬度。为什么实际侧得的珠光体的硬度都要高于此计算值? 解：WF=(6.69-0.77)/6.69=88% WFe3C=0.77/6.69=12% HB≈88%×80+12%×800＝166.4 渗碳体的强化作用。

5-6 现有形状和尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的含碳量Ｗc分别为0.20％、0.40％、1.2％、3.5％，根据你所学的知识可用哪些方法来区别它们? 答：硬度。

5-7 根据铁碳相图解释下列现象：

(1)在进行热轧和锻造时，通常将钢材加热到1000—l250℃;(2)钢铆钉一般用低碳钢制作；

(3)绑扎物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝)，而起重机吊重物时的钢丝绳Ｗc分别为0.60％、0.65％、0.70％的钢等制成；

(4)在1100℃时，Wc＝0.4％的碳钢能进行锻造，而Mc＝4.0％的铸铁不能进行锻造；(5)在室温下，现Wc＝0.8％的碳钢比Wc＝1.2％的碳钢强度高;(6)Wc＝1.0％的碳钢比Wc＝0.5％的碳钢硬度高;(7)钢适用于压力加工成形，而铸铁适于铸造成形。

答：(1)在Ａ区(2)塑性好(3)前塑性好，后强度大(4)前在Ａ区，后含渗碳体多

(5)0.9％后强度下降(6)前含碳量大(7)前可成塑性好的Ａ，后共晶组织流动性好。6补-1 示意画出共析碳钢的Ｃ曲线。6补-2 钢Ａ化的过程怎样？目的是什么？ 答：过程――

1、A形核；

2、A长大；

3、残余渗碳体溶解；

4、A成分均匀化。目的――细小、均匀的A。

6补-3 根据Ｃ曲线分析高、中、低温转变的组织和性能。答：

1、高温转变（A1~550℃），P类转变，扩散型

粗P（A1~680℃）细P（680 ~600℃）－－Ｓ 极细P（600 ~550℃）－－Ｔ Ｐ层片间距越小，强度、硬度越高，塑性和韧性也变好。

2、中温转变（550 ~Ms240℃），B类转变，半扩散型。

B上（550 ~350℃），呈羽毛状； B下（350 ~240℃），呈针片状

低温形成的B下，不仅具有高的强度、硬度和耐磨性，而且有良好的塑性和韧性。

3、低温转变（Ms~Mf），M类转变，无扩散型 M是C在α—Fe 中的过饱和间隙固溶体。随着含碳增加，强度和硬度升高，低碳Ｍ不仅具有高的强度和硬度，而且有良好的塑性和韧性 6补-4 什么叫Ｍ？Ｍ转变的条件和特点是什么？

答：M是C在α—Fe 中的过饱和间隙固溶体。M形成条件：＞Vk，＜ Ms

Ｍ转变特点：①无扩散相变；②速度极快；③变温生成；④转变不完全；⑤Ａ内生成，先大后小。6补-5 退火和正火的主要目的是什么? 1）调整硬度以便于切削加工；

2）消除残余应力，防止钢件在淬火时产生变形或开裂； 3）细化晶粒、改善组织以提高钢的力学性能。4）为最终热处理作组织上的准备。6补-

6、回火的种类及其性能如何？

⑴.低温回火（<200℃），得M回。性能：应力减小，硬度变化不大。

⑵.中温回火（300～400℃），得T回。性能：应力基本消除，强度、硬度降低，塑、韧性上升。⑶.高温回火（>400℃），得S回。性能：强度、硬度进一步降低，塑、韧性进一步上升。

6补-

7、过共析钢淬火加热温度如何选择？为什么？淬火加热后的组织是什么？

答：过共析钢淬火加热温度应为Ac1+30~50℃，如大于Accm，则完全A化，淬火后为M+A＇，无Fe3C对耐磨性不利，如Ac1+30~50℃，组织为A+Fe3C，淬火后为M+Fe3C+ A＇少，满足要求，淬火加热后组织为A+Fe3C 6-2 确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织(1)经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；(2)ZG270—500的铸造齿轮；(3)锻造过热的60钢锻坯；

(4)具有片状渗碳体的 T12钢坯。

答：(1)、再结晶退火，降低硬度，Ｆ＋Ｐ(2)、完全退火，细化晶粒，Ｆ＋Ｐ(3)、完全退火，细化晶粒，Ｆ＋Ｐ(4)、球化退火，使Fe3C 球化，Ｐ＋粒Fe3C ６-3 指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织。20钢齿轮；(2)45钢小轴；(3)T12钢锉刀。答： 降低硬度，便于加工，Ｆ＋Ｐ 作为最终热处理，获得较好性能，Ｆ＋Ｐ 消除锻造应力，为后续工序准备，Ｐ＋Fe3C 6-５

比较45钢分别加热到700℃、750℃和840℃水冷后硬度值的高低，并说明原因。答：700℃时，组织为F+P，水冷为F+P 750℃时，组织为F+A，水冷为F+M 840℃时，组织为A，水冷为M 故加热温度高，水冷硬度高。

6-6 现有一批丝锥，原定由T12钢制成，要求硬度为60～64HRＣ。但生产时材料中混入了45钢，若混入的45钢在热处理时，(1)仍按T12钢进行处理，问能否达到丝锥的要求?为什么?(2)按45钢进行处理后能否达到丝锥的要求？为什么? 答：（1）不能达到要求。45钢淬火加热温度>A1时，组织为F+A，淬火后为F+M，软硬不均，耐磨性差。（2）不能达到要求。按45钢处理，淬火加热温度>A3时，组织为A，淬火后获得粗针头M，韧性差，同时残余A体多，硬度不足，无Fe3C，耐磨性差。

6-7 甲、乙两厂生产同一批零件，材料都是45A钢，硬度要求220~250HBS，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都能达到硬度要求。试分析甲、乙两厂产品的组织和性能有何区别？

答：甲厂正火组织为F+S，Fe3C呈片层状。乙厂调质组织为回火索氏体，Fe3C呈颗粒状。在硬度相同的条件下，调质的塑性、韧性更好些，因此乙厂工艺较好。

6-8 现有三个形状、尺寸、材质(低碳钢)完全相同的齿轮。分别进行整体淬火、渗碳淬火和高频感应加热淬火，试用最简单的办法把它们区分出来。

答：用测硬度方法区分。低碳钢整体淬火组织为F，硬度低不均；渗碳淬火得M+Fe3C（高C），硬度最高；高频淬火为M（低C），硬度次之。

6-9现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高的硬度和耐磨性，试问应进行何种热处理?并比较它们经热处理后在组织和性能上有何不同? 答：低碳钢：渗碳后淬火+低温回火，表面达要求 中碳钢：淬火+低温回火，次之。6-10某一用45钢制造的零件，其加工路线如下：

备料－锻造－正火－粗机加工－调质－精机械加工－高频感应加热淬火＋低温回火－磨削，请说明各热处理工序的目的热处理后的组织。

答：正火――降低硬度，便于加工； 调质――获得良好综合性能； 高频淬火＋低温回火――表面获得高硬度和耐磨性。

6-11生产中经常把已加热到淬火温度的钳工凿子刃部投入水中急冷，然后出水停留一段时间，再整体投入水中冷却。试分析这先后两次水冷的作用。

答： 刃部入水急冷为淬火，得Ｍ＋Fe3C 出水停留一段时间为回火，得Ｍ’＋ Fe3C 再整体投入水中，为抑制继续回火，保留回火组织。7补-

1、Me对淬火钢的回火转变有何影响？

答：1)提高回火稳定性；2）产生二次硬化提高钢的淬透性；3）有些Me影响高温回火脆性。7补-

2、总结Me在钢中的作用。答:Me存在钢中可以 1）强化F（Me在F中）；2）提高淬透性（Me在A中）；3）提高回火稳定性（Me在M中）；4）细晶强化（形成稳定的的化合物）；5）有些Me影响高温回火脆性。

7补-

3、总结渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的性能要求，成分特点、热处理特点、最终组织及常用钢种。

答：

一、渗碳钢

性能要求：表面硬而耐磨，心部强韧。成分特点：低碳，Cr等。

热处理特点：渗碳后淬火＋低温回火。最终组织：表面——M＇+碳化物+A＇少，心部——M＇或F+P。

常用钢种：20、20Cr、20CrMnTi、18CrNiWA等

二、调质钢

性能要求：综合性能好。成分特点：中碳，Cr、Mn、Si、Ni等。

热处理特点：淬火＋高温回火。最终组织：S＇ 常用钢种：

45、40Cr等

三、弹簧钢

性能要求：弹性强度高，屈强比高。成分特点：高碳中低的的部分，Cr、Mn等。热处理特点：淬火＋中温回火。最终组织：T＇ 常用钢种：65Mn、60Si2Mn等

四、轴承钢

性能要求：硬度高，耐磨性好，稳定。成分特点：高碳，Cr等。热处理特点：淬火＋低温回火（淬火后冷处理，回火后时效）。最终组织：M＇ 常用钢种：GCr15

7补-

4、高速钢为什么要锻造？锻造后如何处理？得何组织？

答：打碎碳化物，成型。锻造后等温退火，得S+碳化物。7补-

5、高速钢如何最终热处理？为什么？是否属调质？为什么？

答：高温度的淬火，使尽可能多的C、Me溶入A中，以保证性能，但不让A长大。

高温度的回火多次，尽可能在二次硬化作用最强的温度范围内回火保证热硬性；多次回火以尽量减少残余A的量，得使用状态组织为M＇+碳化物+ A＇少

不属调质，因该处理得的组织不是S＇。

7补-

6、不锈钢抗蚀性好的原因是什么？A不锈钢有何特点？ 答：Me加入后：

提高固溶体基体的电极电位；⑵.形成均匀单相组织；⑶.形成保护膜。A不锈钢抗蚀性好，抗拉强度低，塑性好，但加工硬化倾向大，切削性差。7补-

7、某型号的柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度（>50 HRC），而心部具有良好韧性，原来采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的45钢以用完，只剩15钢，拟用15钢代替。试说明：

原45钢各热处理工序的作用

改用15钢后，仍按原热处理工序进行能否满足性能要求？为什么？

（3）改用15钢后，为达到所需要的性能，在心部强度足够的前提下，应采用何种工艺。答：（１）45钢调质，获良好的综合性能 表面淬火+低温回火，使表面获较高的硬度和耐磨性（2）改用15钢后仍按原工艺，不能满足性能要求。

因15钢含C量低，调质后综合性能远不及45钢，特别是强度和硬度。

改用15钢后，应采用渗碳工艺，渗碳后淬火+低温回火处理，心部保持足够的强韧性，表面具有较高的硬度。

7补-8 要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热处理工艺和零件制成后的最终组织。

T10、65Mn、HT300、W6Mo5Cr4V2、GCr15Mo、40Cr、20CrMnTi、Cr12MoV、5CrMnMo 答：齿轮：20CrMnTi渗碳钢；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti<1.5%；渗碳＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。连杆：40Cr调质钢；C%=0.4%,Cr<1.5%；调质处理（淬火＋高温回火）；组织为回火索氏体。弹簧：65Mn弹簧钢；C%=0.65%,Mn<1.5%；淬火＋中温回火；组织为回火托氏体。

冷冲压模具：Cr12MoV冷变形模具钢；C%>1%,Cr=12%,Mo,V<1.5%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。

滚动轴承：GCr15Mo轴承钢；C%＝1%,Cr=1.5%,Mo<1.5%；球化退火＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。

车刀：W6Mo5Cr4V2高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火＋560℃三次回火；组织为回火马氏体＋碳化物。

锉刀：T10碳素工具钢；C%＝1%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体＋碳化物。热锻模具：5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo<1.5%；淬火＋高温回火；组织为回火索氏体。机床床身：HT300灰口铁；无需热处理。

8-１、铝合金的热处理强化和钢的淬火强化有何不同? 答：钢的淬火强化是加热得单相Ａ，Ａ中含Ｃ多，淬火得α过（无扩散相变得到的α过为Ｍ），晶格畸变而强化。

铝合金的热处理强化是淬火得α过（铝基固溶体），强度、硬度并不高，通过时效α过中析出第二相，造成晶格畸变而强化。

2、铝合金是如何分类的? 答：按成分和工艺特点分

成分小于D点的合金——变形铝合金(其中成分小于F点的不能热处理强化)； 成分大于D点的合金——铸造铝合金。

8-3 简述纯铝及各类铝合金牌号表示方法、性能特点及应用。答：LF 8补-

1、轴承合金的组织特点是什么？

答：主要有两种组织，一种是软基体+硬质点，一种是硬基体+软质点。

8补-2.不同铝合金可通过哪些途径达到强化目的？答：铸造铝硅合金可通过变质处理达到强化的目的。能热处理强化的变形铝合金可利用时效强化（固溶处理后时效处理）达到强化目的。

8补-3.何谓硅铝明？它属于哪一类铝合金？为什么硅铝明具有良好的铸造性能？在变质处理前后其组织及性能有何变化？这类铝合金主要用在何处？答：铝硅铸造合金又称为硅铝明，由于含硅量为17%附近的硅铝明为共晶成分合金，具有优良的铸造性能。在铸造缓冷后,其组织主要是共晶体(α十Si),其中硅晶体是硬化相,并呈粗大针状,会严重降低合金的力学性能,为了改善铝硅合金性能,可在浇注前往液体合金中加入含钠的变质剂,纳能促进硅形核,并阻碍其晶体长犬,使硅晶体成为极细粒状均匀分布在铝基体上。钠还能使相图中共晶点向右下方移动,使变质后形成亚共晶组织。变质后铝合金的力学性能显著提高。

铸造铝硅合金一般用来制造质轻、耐蚀、形状复杂及有一定力学性能的铸件,如发动机缸体、手提电动或风动工具(手电钻)以及仪表外壳。同时加入镁、铜的铝硅系合金(如ZL108),在变质处理后还可进行固溶处理+时效,使其具有较好耐热性和耐磨性,是制造内燃机活塞的材料。

14补-

1、什么是失效？

答：零件在使用过程中，因外部形状尺寸和内部组织结构发生变化而失去原有的设计功能，使其低效工作或无法工作或提前退役的现象即称为失效。

14补-

2、失效形式有那几种？

答：按零件的工作条件及失效的特点将失效分为四大类：即过量变形、断裂、表面损伤和物理性能降级。对结构材料的失效而言，前三种是主要的。

14补-

3、失效的原因是什么？ 答：(一)设计 结构形状不合理

(二)材料 一是选材不当，这是最重要的原因；其二是材质欠佳。

(三)加工 加工缺陷、组织不均匀缺陷(粗大组织、带状组织等)、表面质量(刃痕等)与有害残余应力分布等。

(四)使用 零件安装时配合不当、对中不良等，维修不及时或不当，操作违反规程均可导致工件在使用中失效。

14补-

4、选材一般遵循基本原则是什么？

答：选材一般应遵循三个基本原则：使用性能、工艺性能和经济性能，它们是辩证的统一体。在大多数情况下，使用性能是选材的首要原则与依据。

一补－

1、什么是液态合金的充型能力?它与合金的流动性有何关系? 答: 液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。合金的流动性好，充型能力好。

影响充型能力：内因－合金的流动性（主要取决于成分）外因－浇注条件（温度、速度）；铸型（温度、热容量、结构等）

一补－

2、液态合金的收缩分哪几个阶段？ 答：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。一补－

3、缩孔、缩松是如何形成的？形成特点是什么？对铸件的影响如何？

答：液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。

恒温结晶或结晶温度范围窄的合金，易形成缩孔。结晶温度范围宽的合金，易形成缩松。

缩孔、缩松都会使铸件的力学性能下降，影响致密性。一补－４、铸造应力是如何产生的？有何危害？如何防止？

答：铸件在凝固以后的继续冷却过程中，若固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。如保留到室温的残余应力即铸造应力。铸造应力使铸件翘曲变形，甚至开裂。

尽量减小内应力，可采取同时凝固原则、壁厚均匀、改善充型条件等。

二补－１、压力加工有何特点？答：优点：改善金属组织，提高力学性能；提高材料的利用率；塑性成型生产率高；获得精度较高的零件。不足：不能加工脆性材料和形状复杂的零件。

二补－２、何谓金属的可锻性？如何衡量？答：金属材料接受压力加工的难易程度。常用金属的塑性和变形拉力衡量。

二补－３、影响金属可锻性的因素有哪些？举例说明。答：内因：金属的成分、组织。外因：变形温度、变形速度、应力状态和模具工具等。如低碳钢的锻造常加热到1100℃，奥氏体状态塑性好。

二补－４、纤维组织是怎样形成的？它的存在有何特点？如何利用？

答：变形程度较大，晶粒沿变形方向拉长、压扁，形成纤维组织出现各向异性，顺纤维方向能承受较大的正应力。让零件工作时的正应力方向与纤维方向一致，切应力方向与之垂直；使纤维沿零件外形分布，而不被切断。

二补－５、低碳钢的锻造温度范围如何确定？为什么？

答：根据铁碳相图初锻一般在固相线以下100~200℃，不过烧、过热；终锻再结晶温度50~100℃，保证锻后再结晶。

二补－６、板材冲压的基本工序有哪些？

答：分离工序：包括落料、冲孔、切断；变形工序：拉伸、弯曲等。

二补－８、落料与冲孔的区别？答：落料冲下来的成为零件；冲孔冲下来的是废料。

三补－１、何谓正接法、反接法？各有何特点？答：用直流焊机焊接时，当工件接阳极，焊条接阴极称直流正接；工件接阴极，焊条接阳极称直流反接。三补－２、焊条的组成及其功用如何？

答：焊条由焊条芯和药皮组成。焊条芯：传导电流，填充填充金属。

药皮：稳弧、造气造渣，保护熔池，脱氧、去硫、渗合金元素。三补－３、按熔渣化学性质焊条如何分类？各有何应用特点？

答：根据焊条药中氧化物（熔渣）化学性质，分为酸性和碱性两类。碱性焊条焊接工艺性差，焊接重要结构件； 酸性焊条焊接工艺性好，焊接一般结构件。

三补－４、焊接接头的组成如何？各部分组织性能如何？ 答：接头由焊缝金属、热影响区和熔合区组成。

焊缝金属：铸态细晶区和柱状晶区，力学性能一般不低于母材。

热影响区：靠近焊缝的母材由于热传导也有不同程度的温度升高的区域，性能视程度不同而不同。熔合区：焊缝与热影响区的过渡区，性能最差。

在热影响区中，有过热区、正火区、部分相变区，正火区性能最好。

三补－５、焊接应力是如何产生的？答：焊接过程中对焊件的不均匀加热和冷却产生。

第五篇：公关习题解答

公关是指社会组织运用信息传播沟通的手段处理自身的公众问题，以达到组织与公众相互了解、相互适应、优化组织的生态环境目的的管理活动。

特征；

1、维护公众利益，谋求与公众利益一致的共同发展是公关管理的伦理前提。

2、建立、维护组织的“公众关系”是组织公关管理的核心内容。

3、信息传播沟通是公关管理的基本手段。

4、公众舆论、组织的品牌、形象与信誉是公关管理的工作重点。

5、构建有利于组织生存的社会生态环境是公关管理的目标。

学科特点：

从学科的性质、学科所反映内容、所包含的知识、学科的结构体系及学科的研究倾向看，有3个特点：

1、具有突出的实践性、应用性特点；

2、具有典型的多学科交叉渗透的综合性学科特点；

3、具有内核小、外延大的学科结构特点。

其形成与公关学科的研究历史特点及公关研究对象的特点密切相关。

历史数据：

1906年，艾维·李发表《原则宣言》――最早的公关研究

1923年，爱德华·伯内斯发表《舆论明鉴》――公关学科研究的开始 1947年，波士顿大学公关专业的设置――公关学科的形成 50年代以来，公关教育在全世界普遍开展

我国现阶段发展公关的意义：

1、更好地适应我国现行的市场经济体制及商品经济社会的环境，适应全球化环境下国际竞争新形势的需要；

2、适应我国政治体制改革，促进社会主义政治文明建设的需要；贯彻“以人为本”的治国方针、构建和谐社会的需要；

3、提高我国国际地位、改善我国国际形象，优化我国发展的国际环境的需要。

公关学科的发展

公共关系学是一门以管理学、传播学等学科的理论和研究方法为基础，研究公关的社会现象和活动规律的综合性学科。

学科史不长但发展很快。是随着公关职业的兴起，为适应公关实践活动不断深化的需要，对公关研究的基础上逐步发展起来的。

1906年，艾维·李发表《原则宣言》――最早的公关研究 1923年，伯内斯发表《舆论宣言》――公关学科研究的开始

30年代以来美国大学公关教育的兴起，各类公关研究刊物、专著的出版，推动了学科研究的迅速发展。

1947年，波士顿大学公关专业的设置――公关学科的形成

50年代以来，公关教育在全世界普遍开展，数以千计的公关著作的出版，显示出这一新生

学科正从不断地自我跨越、自我完善走向成熟。

不同学术视野中的公关定义 管理学：关注公关这种管理行为在组织中所起作用及其管理职能。着眼点是揭示公关区别于其他管理职能所具有的独特性质特征。

美社会学家莱克斯·哈罗博士；公关学者卡特里普

传播学：关注公关作为一种管理行为本身区别于其他管理行为的本质特征。从公关实现管理目标的过程和手段的独特性来界定公关。公关是一个组织与其公众之间的传播沟通管理。格鲁尼格；亨特

弗兰克·杰弗金斯（英）：《实用公共关系学》，把公共界定为“传播方式”。

社会学：关注公共管的社会关系情况及其对组织的意义。探寻揭示公关不同于其他社会关系的独特性质特征入手，进而对这种关系的本质进行探讨。美国哈伍德教授；台湾祝振华教授

现代公共发端于有一定目标、计划和规模的经常性的公关活动的出现。萌芽标志：

1、北美独立革命活动中政治宣传运动；

2、美国近代政治竞选方式的确立；

3、企业界的新闻宣传代理活动的出现和发展。

公关的产生是人类社会的经济、制度、科技发展到一定历史阶段的必然产物。诞生标志：20世纪初，现代公关咨询代理公司在美国的产生。产生的直接原因： 1、20世纪初，爆发“扒粪运动”；

2、新闻代理业暴露出自身的严重缺陷，已不能满足社会发展需要。

产生的历史原因：

1、从经济发展看，是近代商品经济和社会化大生产的产物；

2、从人类社会制度发展看，是社会民主化发展的必然产物；

3、从科学技术的发展看，是传播科技发展的必然产物。

艾维·李的主要贡献

1、首创现代公关事业的模式；

2、改变新闻代理人只注重新闻界关系的偏颇；

3、倡导以事实为根据进行客观报道；

4、通过积极沟通，促进企业的改革，达到改善企业形象的目的；

5、提出“说真话”的思想和“公众应当被告知”的原则，奠定早期现代公关理论的基础。

二战以来国际公关的发展趋势

1、快速发展

2、确立公关管理的战略习惯地位

3、不断强化“平等、互动”的传播关系

4、公关管理日益全球化、国际化

5、强调公关管理的科学性

6、强调公关管理的伦理标准

中国大陆公关事业发展的三个阶段：

1、引进拓展阶段：1980-1985

2、蓬勃崛起阶段：1986-2000

3、持续发展阶段：2000年至今

公关的功能

1、守望：监察社会环境变化，确保组织决策适应社会变化，反映社会发展变化趋势。

依靠日常公关信息收集、舆论监测分析等日常公关工作职责来实现。

2、协调：协调各种力量，协助决策层解决经营管理中遇到的问题，消除偏见与误解，为组

织的生存与发展构建和谐的社会环境。

依靠提供公关咨询建议、传播沟通管理、关系协调管理扥更具体公关工作职责来实现。

3、教育：将组织的管理制度、行为规范、组织文化、优良传统、先进思想、科学知识贯彻

传承、发扬光大。

依靠公关传播沟通、员工公关教育、公关市场教育等具体公关工作职责来实现。

4、效益：增进组织经营管理活动的经济效益，确保组织经营管理活动的社会效益最大化。

依靠做好公关管理的每个环节，以及公关策划、形象管理、品牌管理、信誉管理等具体公关工作职责来实现。

公关的基本观念：

人们在公关实践中逐渐丰富、不断完善形成的，对社会组织如何处理与公众关系的基本认识，是如何开展公关工作的基本指导思想。

公关工作的基本原则： 在公关基本观念的指导下，根据公关活动客观规律和要求而提出的基本工作方法和准则。是公关基本观念在公关实践中具体化。

主要内容：

1、树立公开性的观念，坚持提高透明度的工作原则；

2、树立珍视信誉的观念，坚持公关传播工作的真实性原则；

3、树立制度化的观念，坚持立足平时的工作原则；

4、树立平等沟通的观念，坚持双向交流的工作原则；

5、树立注重行为的观念，坚持首先自我完善的工作原则；

6、树立科学的观念，坚持以调查研究为基础的工作原则；

7、树立公众利益的观念，坚持公关工作的互惠原则。

社会组织：

公关活动的主体，是一个群体，是人们按照一定的目标、任务和形式建立起来的协调力量和行动的合作系统。

组织的特点：

1、具有能动的目标导向特性；

2、具有与环境、目标向适应的结构特性；

3、其能量需要输入与输出，反馈是其固有的特性。

社会组织的类型：

营利性的组织：工商企业、金融机构、旅游服务业等

互利性的组织：各党派团体、职业团体、群众社会团体、宗教团体等 服务性的组织：公共学校、医院、社会福利工作机构等

公益性的组织：政府部门、公共安全机关、消防队、公共事业管理机构等

公众：

公关工作的对象，客体，“任何面临着某个问题而形成的社会群体”。同质性 群体性 可变性

初级社会群体：

人们在面对面交往中形成的具有亲密性的人际关系群体。

公众的分类

1、横向分类：按公众对象的性质特征划分

2、纵向分类：按面临某个公关问题时公众的状态及其可能的发展过程划分

非公众/潜在公众/知晓公众/行动公众

3、其他分类：

1）按公众组织构成特点划分：组织型公众/初级社会群体组合型公众/非组织的同质公众

2）按公众稳定程度的特点划分：临聚型公众/周期性公众/稳定性公众 3）按公众对解决公关问题的重要程度划分：首要公众/次要公众 4）按公众对组织的态度划分：顺意公众/逆意公众/边缘公众 5）按组织对公众的评价划分：受欢迎公众/不受欢迎公众

公众心理：

公关活动中所面对的一种普遍存在的群体或个体心理现象，是在特定环境中公众对某一对象所具有的心理反应与行为倾向。

影响公众行为的心理因素：

1、需要

2、知觉

3、价值观

4、态度

5、性格和气质

6、兴趣和能力

心理定势：

由一定的内外因素所形成的某种心理准备状态，决定着同类后继心理活动的趋势。是一种内在思维过程。深潜在人们意识中。具有一定的动力性。

公关传播的四种模式： 宣传型 公共信息型 双向非对称型 双向对称型

公关传播的目的： 在分享信息、传播沟通的基础上，促进组织与公众的相互了解，促使公众改变其原有的态度，促使公众采取与组织的公关目标一致的行动。

公关传播的原则:

1、坚持公关信息传播的真实性原则；

2、符合公众利益、注重社会效益的公关传播伦理原则；

3、符合公关活动总目标的原则；

4、自觉尊重传播的科学性原则。

组织机构的主要公众关系：

1、员工关系：组织的内部关系

2、股东关系

3、顾客关系；组织在充分尊重顾客的合法权益的前提下，以健全的管理政策、良好的服务行为、持续不断的双向沟通、建立起顾客对组织的信赖与支持的活动。

4、社区关系：组织机构在所在地的全体居民和各种社会组织、团体的关系。

5、媒介关系：组织与媒介公众的关系，是组织与新闻媒介及其工作人员的关系。

6、政府关系：组织与国家管理机构及其人员的关系。

7、国际公众关系：一个社会组织与其他国家的社会组织以及相应的公众之间利益而产生的非国家的、非官方的、民间性质的关系，是社会组织走向世界的过程中必然要遇到和处理的一种特殊的公众关系。

公关整合传播

1、横向整合：在某一阶段对各种传播工具、媒介的整合；

2、纵向整合：对不同阶段的信息主题、形式进行整合。

公关状态：

在某一时期内社会组织与公众所形成的关系情况。主要通过公众对组织整体形象和具体行为所持态度的评价不判断。

消极型公关状态：各方无意识中形成的公关状态

积极型公关状态：组织机构有目的、有计划地实施各种活动之后所形成的公关状态。

公关活动：

组织有意识策划、实施的活动，目的在于影响、改变公关状态。

公关活动类型：

1.宣传性公关活动：

2.交际性公关活动： 3.服务性公关活动： 4.公益性公关活动： 5.征询性公关活动： 6.建设型公关 7.维系型公关 8.防御型公关 9.进攻型公关 10.矫正型公关

公关活动模式：

1、轮盘模式（纳格和阿伦）

2、螺旋模式（马斯顿）

3、环状结构模式（柯特利普和森特）

公关策划类型：

1、某一时期的战略规划

2、公关工作计划

3、公关战役计划

4、公关活动项目实施的计划

公关传播的战略：

1、信息战略

2、媒介战略

公关调研的内容：

1、组织基本状况的调查

2、组织公众基本状况的调查

3、组织开展公关活动基本状况的调查

4、组织目前开展公关工作条件的调查

公关调研的程序

确定调研方案－数据收集－数据处理与分析－展示调研成果－作出判断

公关调研原则：

1、扩大看问题的视野

2、由表及里，透过表象看本质

3、分清问题的轻重缓急

制定公关策略方案：

1、确定公关活动的目标：建立起一套以公关活动的结果为标准的管理体系

2、确定与分析对象公众：直接卷入组织所面临问题，或对这一问题能产生影响，或将受到这一问题影响的公众

3、制定公关行动战略：常规/非常规策划

4、制定公关传播战略：信息战略；媒介战略

5、编制公关活动执行计划：甘特时间表；项目流程表；工作程序表

6、编制公关计划方案的预算、成本－收益分析：把公关活动的过程目标和结果目标结合起来考虑

公关实施的具体内容：

1、由经理层执行的有关加强或调整组织的政策、行为的活动；

2、有公关部门执行的公关的传播活动。

公关实施管理要则：

1、统筹管理和分权管理配合；

2、组织行为和组织传播配合；

3、注意对信息制作质量的管理；

4、注意对媒介购买的管理。

公关效果评估的5个内容：

1、组织采取的新政策、新措施的落实情况；

2、组织的新闻和传送出的信息为媒介所采用的数量；

3、调查分析接收到信息和注意到信息公众数量；

4、调查分析公众对信息的了解程度、态度变化、行为变化情况；

5、评估达到的预定目标和解决问题的水平。

组织形象：

社会公众心目中对一个社会组织机构的总印象和总评价。个人或群体对组织机构的整体观念。

良好组织形象的作用：

1、拓展市场

2、吸引更多优秀人才

3、吸引更多资金

4、有助于建立与原料供应部门及销售系统的稳定供销关系，使组织占有原料和销售渠道等

方面的优势

5、使组织受到社区邻里的支持与爱戴，减少纠纷和摩擦

6、使组织在危机中得到各方及时的帮助或谅解，顺利渡过难关

企业形象识别系统（CIS）

一种通过规范组织、企业在传播中所运用的组织形象符号显征系统，如标志、色彩、字体、口号、行为等，从而使组织、企业的信息实现统一高效的传递，并在对象公众的心目中形成对组织、企业的形象识别，进而产生心理认同的组织形象管理方法。

CIS的主要内容

1、理念识别系统（MI）：是整个CIS的核心，主要负责确立企业的定位、存在的价值等，是属于组织内在的精神实质，是“企业人生观”层面的东西，指导BI、VI两部分作业的开展。

2、行为识别系统（BI）：建立在企业的行为规范与制度之上，以具有独特性和符号化的企业行为，动态地彰显组织、企业的理念与内涵，并由此确立区别于其他组织的行为识别。

3、视觉识别系统（VI）：整个CIS中与公众关系最为直接、接触最为普遍的部分。它是CIS作业完成后最明显的成果，也是直接帮助公众识别组织的最具体因素。

危机管理：

组织根据自身情况和外部环境，对可能发生的危机的分析预测、监控预防、干预规避，对已发生的危机的处理、控制、化解、转化等一整套系统管理机制。

危机管理的三个阶段

1、预防阶段

1）强化危机意识，落实全员危机管理 2）建立危机管理状况审查制度 3）建立危机管理组织机构 4）制订危机处理预案

5）建立危机的处理支持网络、预警机制以及风险管理

2、处理阶段

3、重建阶段

风险管理：

组织和个人在对风险进行识别、预测、评价的基础上，优化各种风险处理技术，以一定的风

险处理成本有效地控制和处理风险的过程。主要措施：

1、建立危机预警机制

2、分散转移危机风险

3、确立危机管理的伦理标准

危机处理的基本原则

1、反应迅速

2、坦诚待人

3、人道主义

4、信誉第一

危机传播的基本原则（3T原则）

1、以我为主提供信息

2、尽快提供信息

3、提供全部信息

道德：

一定社会为了调整人们之间以及个人和社会之间的关系所提倡的行为规范的总和。通过各种教育和舆论的力量，使人们具有善与恶、荣誉与耻辱、正义与非正义等概念，逐渐形成一定的习惯和传统，以指导和控制自己的行为。

道德选择的依据：

1、凭直觉：认为某些行为从本质上说是好的，存在着一种理性、抽象的“好”，因此在道德选择是可以找到确定的、绝对的标准。其理论基础是“义务论”（deontology），它认为，有些行为，无论它导致的结果如何，都是正确的和必须执行的。

2、自然主义：主张就事论事、具体情况具体分析，强调造成行为的因素和行为导致的结果。其理论基础是“目的论”（teleology），它认为，一项行为的正确性是由它的原因和结果所决定的。

影响道德选择的因素：

1、宏观的社会、行业的道德氛围；

2、规模因素：雇员数目及组织的资产；

3、不同的工艺和技术；

4、公司制度的文明程度：规章制度、奖惩制度及层级；

不道德行为的个人因素：

1、支配权

2、经济倾向

3、强烈的赚钱欲望

4、政治倾向

5、处事哲学

CIPRA的道德规范基本内容（七个方面）

1、信息传播

2、为客户提供专业服务

3、为客户保守机密

4、化解利益冲突，建立信任

5、行业竞争

6、人力资源开发、人才流动

7、维护、提升本行业职业地位

PRSA、IPRA及IABC的职业道德规范内容：

1、从业者与社会文化、价值观的关系；

2、从业者与法律、公共政策的关系；

3、从业者与处在客户控制之外的外部公众关系；

4、从业者与所属企业、客户的关系；

5、从业者与自身的关系，需要对他人及自己的诚实。

两类公关机构的利弊：

1、从看问题的客观性看：

2、从服务的专业水平看：

3、从社会联系的广泛性看：

4、从意见受重视程度看：

5、从管理的灵活性看：

6、从服务的及时性看：

7、从职工的参与感看：

延展应用设计所涉项目：

1、产品

2、办公用品

3、招牌、旗帜和标牌等指示系统

4、制服

5、建筑景观

6、交通工具

7、广告

8、展示与陈列