民國114年 高考三級 電信工程 電磁學考古題

民國114年 高考三級 電信工程 電磁學收錄考選部官方試題,共 5 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

在自由空間中,有兩條無窮長且均勻的線電荷,其線電荷密度為 。如圖 一(a)所示,兩根半徑為a 的圓形截面、對稱且平行的導線,其軸心間距 為d,兩導線上帶有大小相等、方向相反的電荷。假設導線的半徑a 遠 小於導線軸心的距離d(即d ≫a)。請計算:(每小題8 分,共16 分) 此兩條導線的單位長度電容值(capacitance per unit length)。 根據上述結果,請求出圖一(b)所示結構的單位長度電容值。該結構為 一根半徑為a 的細導線,平行放置於一塊接地的導體平板。介質為空 氣,導線軸心與導體平板的垂直距離為h(且h ≫a)。 圖一(a) 圖一(b)

第2題

在三維直角座標軸x, y, z 中,一根導電率為σ 的金屬棒,其被彎成一個 平坦的90°圓形,其內半徑為a、外半徑為b,厚度為t,如圖二所示。 請計算此金屬棒在內半徑為a 與外半徑為b 處的兩個垂直表面之間的電 阻值。(16 分) 圖二 z x y t a b

第3題

一個電流迴路呈現為三角形,其型狀為邊長a 的正方形的一半,如圖三 所示。該迴路中有穩定的電流I 流動,周圍介質為空氣。請計算在正方 形第四個頂點處(點P)的磁通密度向量࡮ሬሬ⃗,包含大小與方向(流出紙面 或進入紙面)。(20 分) 圖三

第4題

兩段串接的無損耗傳輸線如圖四所示,分別連接至一個時變電壓源與一 個複數負載阻抗。根據電路中所給的各項參數,請求出兩段傳輸線交界 處的輸入阻抗(Zin1, Zin2),最後,請求出傳送至負載的實數功率。(24 分) 圖四

第5題

請寫出高斯定律、安培定律與法拉第定律的微分形式,並說明其物理意 義。在上述定律的基礎上,馬克士威(Maxwell)補充一項,使電磁理論 得以完整。請指出馬克士威所補充的項目,並說明為何需要加入該項。 (註:自由空間中介電係數為ߝ଴,導磁係數為 ߤ଴,體電荷密度為 ,電 流密度向量為ࡶ⃗,位移電流向量為ࡰሬሬ⃗,電場強度與磁通密度分別以向量ࡱሬ⃗ 與࡮ሬሬ⃗表示,向量微分運算符號為 સ ሬሬሬሬ⃗)(24 分)