高二物理：LC振荡与电磁波发射，搞懂这两点就不怕大题

【来源：易教网 更新时间：2025-09-25】

高二物理的电磁振荡部分，看似抽象，其实逻辑清晰。只要抓住两个关键：LC回路怎么振荡，电磁波怎么发射出来，就能把这章拿下。

先说LC回路。

你给电容器充上电，正负极板分别积累等量异种电荷，电场能储存在电容器里。这时候，闭合开关，电容器通过电感线圈开始放电。

放电刚开始，电流为零。为什么？因为电感线圈会“抵抗”电流的变化。这是自感现象，就像你推一辆停着的车，一开始得用点力才能动起来。

电流一上来，电感就开始建立磁场。电容器里的电荷减少，电场能下降；线圈里的电流增大，磁场能上升。这个过程持续到电容器两极板电荷为零，电压为零。此时，电场能全转成了磁场能，电流达到最大。

但电流不会突然停。电感线圈的自感电动势会维持电流方向，继续推动电荷往电容器另一极板跑。电容器开始反向充电，电流慢慢变小，磁场能下降，电场能回升。

当电流减到零，电容器反向充电完成，电压达到最大，电场能又回到最高。

然后，电容器又开始反向放电，电流方向和第一次相反，磁场能再次上升，电场能再次下降。

整个过程，能量在电场和磁场之间来回转换，没有损耗的话，会一直振荡下去。这就是LC振荡。

电流方向每半个周期换一次，频率由电感L和电容C决定：

\[ f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \]

记住这个公式，别死记。L越大，阻碍电流变化的能力越强，振荡越慢；C越大，存电荷能力越强，充放电时间越长，频率自然越低。

再来看电磁波怎么发射出去。

LC回路振荡时，能量确实在电场和磁场间来回跑，但大部分能量还是被困在电路里。电场集中在电容器两极板之间，磁场绕着线圈一圈圈转，能量出不去。

想让电磁波传播到远处，必须打破这个“封闭”状态。

怎么破？把闭合电路改成开放电路。

闭合电路像一个封闭的水池，水在里面晃来晃去，但不会流出去。开放电路像把水池挖开一条口子，让水能溅出去。

具体怎么做？

把电容器的两极板拉开，变成两根平行导线，甚至直接接上天线。电感线圈也拉直，变成一根长导线。这样，电场不再局限在极板之间，而是延伸到导线外的空间；磁场也不再绕着线圈打转，而是扩散到更广区域。

能量不再被“锁”在器件里，而是以电磁波的形式，以光速向四周传播。

为什么频率要高？

频率越高，单位时间内振荡次数越多，电场和磁场变化越快，向外辐射的能量越强。低频振荡，比如50Hz交流电，几乎不辐射电磁波，就是因为变化太慢。

广播电台用几百kHz到几十MHz，是因为这个频段能有效辐射，又能被接收器捕捉。

你不用记具体数值，但要明白：高频是发射的前提。

再简单总结：

1. LC振荡是能量在电场和磁场之间周期性转换，电流方向每半周期反转一次，频率由L和C决定。

2. 电磁波发射需要开放电路，把电场和磁场从器件中“释放”到空间。

3. 频率越高，辐射效率越高，所以实际发射系统都用高频振荡。

考试常考：画出LC振荡中电流、电荷、电场能、磁场能随时间变化的图像。

记住：电荷和电压是正弦或余弦曲线，电流是它的导数，所以电流超前电荷90度。

电场能和电荷平方成正比，磁场能和电流平方成正比。

别被图像吓到。你只要知道：电荷最大时，电流为零；电流最大时，电荷为零。能量守恒，总能量不变。

做题时，看到“电容器放电”“电流最大”“磁场能最大”这几个词，直接对应到振荡的哪个阶段，别绕弯子。

别去背“电磁波是横波”“传播速度是光速”这种空话。这些是结论，不是理解。你要懂的是：为什么闭合电路发不出波，为什么拉开天线就能发。

高考真题里，电磁振荡题分值不高，但容易丢分，因为概念模糊。你只要搞清能量转换路径和开放电路的物理意义，这类题就是送分题。

练题时，重点看两类题：

- 给你一个LC电路图，问某时刻电容器极板带什么电、电流方向、能量分布；

- 给你一个发射装置，问如何提高辐射效率，选项里出现“增大电容”“减小电感”“使用闭合线圈”“加长天线”，你一眼就能判断。

记住：增大L或C，频率降低，辐射能力下降。加长天线，就是让电场和磁场更分散，辐射更强。

别迷信“多做题”，先搞懂原理。一道题看透，胜过十道题乱刷。

这一章不难，难的是你被术语绕晕。

放下书，闭上眼，想象：电荷在极板上积满，一开开关，电流冲出来，线圈生磁，磁变电，电又冲反方向，来回推，推着推着，能量就从天线飞出去了。

你不是在学公式，你是在看一场电磁的舞蹈。