民國112年 高考三級 電信工程 電磁學考古題

民國112年 高考三級 電信工程 電磁學收錄考選部官方試題,共 4 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。

官方資料

題目與答案

第1題

空氣中有一電荷q,距離r 處之電位ܸ= ௤ ସగఢబ௥,現若將另一電荷ܳ,從無 窮遠處移至距離r 處,則所需能量為ܷ= ܸܳ= ௤ொ ସగఢబ௥,此能量即為保持此 二電荷距離為r 之能量,或稱該二電荷相關之靜電能U。如圖一所示,現 於空氣中有八個正電荷(1)~(8),電荷量均為q,分布於邊長為a 之正立方 體的八個頂點,於正立方體中心處放置一負電荷,電荷量為Q。 試推導中心處負電荷Q 與八個正電荷q 相關之總靜電能ܷି。(10 分) 推導八個正電荷q 相關之總靜電能ܷା。(10 分) 由正電荷與負電荷之總靜電能ܷ= ܷା+ ܷି觀點,寫出此九個電荷位置 成穩定分布之條件式。依據此條件式,推導中心處負電荷Q 之電荷量。 (5 分) 圖一

第2題

如圖二所示,上下平板均為邊長a 之正方形導體,上平板有非常小的傾斜 角度θ,兩平板左邊之最短距離為h,假設平板面積夠大使得邊緣效應可 以忽略,試求電容C 之大小。(25 分) 圖二

第3題

有一由完全導體組成的金屬空腔,a = 4 cm,b = 2 cm,L = 6 cm,如圖三 所示。 計算空腔內未填充任何材料情況下的最低共振頻率。(15 分) 若有一電性材料填滿整個空腔,此電性材料不導電。若測得之最低共振 頻率為3 GHz,求此電性材料之介質常數߳௥。(10 分) 圖三

第4題

一線性極化均勻橫向平面電磁波,從介質1(߳ଵ, ߤଵ)垂直正向入射至介質 2(߳ଶ, ߤଶ),如圖四所示。其中入射平面諧波(Incident wave)之電場相量۳࢏與 磁場相量۶࢏、反射平面諧波(Reflected wave)之電場相量۳࢘與磁場相量۶࢘ 及穿透平面諧波(Transmitted wave)之電場相量۳࢚與磁場相量۶࢚。 寫出入射平面諧波之電場相量۳࢏與磁場相量۶࢏、反射平面諧波之電場 相量۳࢘與磁場相量۶࢘及穿透平面諧波之電場相量۳࢚與磁場相量۶࢚的表 示式。(15 分) 列出在兩介質交界處之電場及磁場的邊界連續條件。(5 分) 求解上述邊界條件,得出反射係數Γ及穿透係數τ的表示式。(5 分) 圖四 z