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。
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۳與
磁場相量۶、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۳與磁場相量۶、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
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