教科版高中物理选修32第2章 第3节《示波器的使用》word学案文档格式.docx

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开启电源开关，进行预热，指示灯亮．

3．辉度调节旋钮：

用来调节图像亮度．

10．衰减调节旋钮：

最右边的“

”符号表示机内提供正弦交流信号．

11．扫描范围旋钮：

用来调节扫描电压的频率范围，其中最右边的“外X”挡是指使用外部输入的扫描电压．

12．扫描微调旋钮：

在选定扫描范围内调节扫描频率．

13．外部信号输入端：

包括“Y输入”、“X输入”和“地”三个接线柱，其中“地”是公共端．

14．交直流选择开关：

“DC”代表直流，“AC”代表交流．

15．同步极性选择开关．

三、认识和使用示波器

[问题设计]

1．打开示波器电源开关后，为什么要预热1～2分钟后才开始使用？

答案　示波管中的电子枪需要预热，才有电子发射出来．

2．调节亮斑前，为什么要先把辉度调节旋钮反转到底？

竖直、水平位移旋钮调到中间位置？

衰减调节旋钮置于最高挡？

扫描范围旋钮置于“外X”挡？

答案　以免开机时亮度太大损坏示波管；

使图像位于屏幕中央；

使波形不要太大，超出屏幕范围；

不加扫描电压，使图像在水平中央位置．

[要点提炼]

1．看亮斑：

辉度调节旋钮调到反时针到底，竖直位移和水平位移旋钮旋到中间，扫描范围旋钮置“外X”挡．辉度调节旋钮最弱是为了当亮斑出现时不会过亮烧坏荧光屏，后面可慢慢调节至较合适亮度．竖直位移和水平位移旋钮旋到中间，目的是为了使亮斑出现时能出现在屏幕上，而不会跑到屏幕外．亮斑出现了，调节聚焦旋钮和辅助聚焦旋钮，使亮斑最圆最小．调节水平位移和竖直位移旋钮观察亮斑上下和水平移动．

2．观察亮斑移动（扫描）：

把衰减调到1，扫描范围旋钮调到最低挡，扫描微调到反时针到底，目的是使扫描频率最小．扫描一次的时间是亮点从左边运动到右边所用的时间，扫描频率则是一秒钟从左边到右边运动的次数．要看到是一个亮点运动，必须使频率小．当看到亮斑运动后，调节扫描微调旋钮，可看到亮斑运动得更快，最后变成了一条亮线．

3．观察竖直偏转直流电压对亮斑位移的影响．

当观察亮斑完成后，可在输入端接上“Y输入”、“地”，移动滑动变阻器的滑片，使输入直流电压增大，亮斑偏离位移增大．

4．观察正弦波或余弦波形：

若外加的是正弦交变电压，当扫描频率是交变电压整数倍时可在屏上看到正弦图形．

正弦波形成：

亮斑从左到右运动的时间若刚好等于交变电压的周期，则在屏上出现一个完整正弦波形，若是交变电压周期的两倍则出现两个完整波形．

5．注意竖直位移旋钮、水平位移旋钮和Y增益旋钮、X增益旋钮之间的区别：

一个是调节平衡位置上下运动，一个是调节上下运动振幅；

一个是调节水平扫描中心位置，一个是调节扫描幅度．

6．注意衰减和Y增益之间的关系，衰减是大幅度调节振幅，1是不衰减，10表示振幅变为原来的十分之一，100表示变为原来的一百分之一．而Y增益是较小范围调节振幅，注意扫描范围旋钮和扫描微调旋钮配合调节扫描频率，如要调到频率为900赫兹，则先把扫描范围旋钮打在1000赫兹处，再调节扫描微调旋钮使频率在1000赫兹左右小范围变动，可调到900赫兹．

例1

　电子枪发射出的电子打在荧光屏上时，会在那里产生一个亮斑，如果在荧光屏上得到如图3所示的亮斑P，那么示波管中的（　　）

图3

A．极板X应带正电B．极板X′应带正电

C．极板Y应带正电D．极板Y′应带正电

答案　BC

二、认识及使用示波器

例2

　如图4甲为示波器面板，图乙为一信号源．

图4

（1）若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的________接线柱相连，b端与________接线柱相连．

（2）若示波器所显示的输入波形如图丙所示，要将波形上移，应调节面板上的__________旋钮；

要使此波形横向展宽，应调节________旋钮；

要使屏上能够显示2个完整的波形，应调节________旋钮．

解析　

（1）示波器内部配有X扫描信号，其扫描频率的高低由扫描范围旋钮和扫描微调旋钮共同调节，要测试其他信号源，只要将其加在Y输入即可，同时信号源的接地端和示波器的“地”相接，故应依次填：

Y输入、地．

（2）波形的上下移动靠调节竖直位移旋钮来实现，左右移动靠调节水平位移旋钮来完成，横向展宽要靠X增益调节旋钮来完成；

屏上显示完整波形数的多少要用扫描范围和扫描微调旋钮完成，所以依次应填：

竖直位移（或旋钮6）、X增益调节、扫描范围和扫描微调．

答案　

（1）Y输入　地　

（2）坚直位移　X增益调节　扫描范围和扫描微调

例3

　用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号．把该信号接入示波器Y输入．

图5

（1）当屏幕上出现如图5所示的波形时，应调节________旋钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节______或________旋钮，或这两个旋钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内．

（2）如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将__________旋钮置于__________的位置，然后调节____________旋钮．

解析　

（1）屏幕上的波形位置偏上，应该调节竖直位移旋钮使其向下移动至屏幕中心；

如果正弦波形的正、负半周均超出屏幕的范围，说明波形在竖直方向上的最大距离（波幅）过大，应该调节Y增益调节旋钮使波幅减小，或者调节衰减调节旋钮使整个波形缩小．

（2）如果需要屏幕上出现一个完整的正弦波形，则应使横向扫描频率等于900Hz的正弦电压的频率．首先应将扫描范围旋钮置于“1000”挡位的位置，然后调节扫描微调旋钮，使扫描频率达到900Hz即可形成稳定的波形．

答案　

（1）竖直位移（或↑↓）　衰减调节　Y增益调节

（2）扫描范围　1000挡　扫描微调

三、显示外加信号的波形问题

例4

　图6中

（1）所示是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组成．电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点，不加任何电压时，电子打在荧光屏中心．若亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏上看到一条亮线．现在加上频率较高的偏转电压，则（　　）

图6

A．如果只在偏转电极XX′上加上如图

（2）所示的电压，应观察到一条水平亮线

B．如果只在偏转电极YY′上加上如图（3）所示U＝Umsinωt的电压，应观察到一条正弦曲线如图（4）

C．如果在偏转电极YY′上加上如图（3）所示U＝Umsinωt的电压，同时在偏转电极XX′上加上图

（2）所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图（5）

D．如果在偏转电极YY′上加上如图（3）所示U＝Umsinωt的电压，同时在偏转电极XX′上加上图

（2）所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图（4）

解析　如果在偏转电极XX′上加上如图

（2）所示的电压，应观察到一条水平的亮线，故A正确；

如果只在偏转电极YY′上加上如图（3）所示U＝Umsinωt的电压，则在水平方向不运动，只在竖直方向偏转，应观察到一条竖直的亮线，故B错误；

如果在偏转电极YY′上加上如图（3）所示U＝Umsinωt的电压，同时在偏转电极XX′上加上图

（2）所示的电压，因图

（2）中的电压始终为正，则形成的图像只在O点的一侧为图（4），故C错误，而D正确．

答案　AD

示波器的使用

1．（认识示波器）在“练习使用示波器”的实验中，关于竖直位移旋钮和Y增益调节旋钮的作用，下列说法正确的是（　　）

A．竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的位置，Y增益旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度

B．竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度，Y增益调节旋钮用来调节图像在竖直方向的位置

C．竖直位移旋钮和Y增益调节旋钮都是用来调节图像在竖直方向的位置

D．竖直位移旋钮和Y增益调节旋钮都是用来调节图像在竖直方向的幅度

答案　A

解析　竖直位移旋钮可以调节图像在屏幕竖直方向的位置，使观察的信号位于屏幕中央，Y增益调节旋钮则用来调节图像在竖直方向的幅度，故A正确，B、C、D错误．

2．（认识及使用示波器）

图7

如图7所示为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形．

（1）若要增大显示波形的亮度，应调节____________旋钮．

（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节____________旋钮和____________旋钮．

（3）若要将波形曲线调至屏中央，应调节________与________旋钮．

答案　

（1）辉度调节（或写为

）　

（2）聚焦调节（或写为⊙）　辅助聚焦调节（或写为○）　（3）竖直位移（或写为↑↓）　水平位移（或写为）

3．（认识及使用示波器）如图8所示，利用示波器观察亮斑在竖直方向的偏移时，下列做法正确的是（　　）

图8

A．示波器的扫描范围应置于“外X”挡

B．“DC”、“AC”开关应置于“DC”位置

C．当亮斑如图乙所示在A位置时，将图中滑动变阻器滑动触头向左移动，则A点下移

D．改变图甲电池的极性，图乙的亮斑将向下偏移

答案　ABD

解析　因竖直方向有偏转，水平方向无偏转，所以示波器的扫描范围应置于“外X”挡，故A正确；

应输入直流电信号，B正确；

改变电源极性，偏转方向也反了，故D正确．滑动变阻器触头向左移动，由闭合回路欧姆定律可得输入的电压变大，偏转位移变大，A点向上移，故C错误．

4．（示波器的原理及显示外加信号的波形问题）示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．

图9

（1）如图9所示，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（　　）

（2）如果只在偏转电极XX′上加如图10①所示的电压，试在图③中画出所观察到的波形图．

（3）如果在只在偏转电极YY′上加如图②所示的电压，试在图④中画出所观察到的波形图．

（4）如果在偏转电极XX′上加如图①所示的电压，同时在偏转电极YY′上加如图②所示的电压，试在图⑤中画出所观察到的波形图．

图10

答案　

（1）AC　

（2）（3）（4）见解析图

解析　

（1）示波管中电子向第一象限偏转，说明水平方向受力向右，竖直方向受力向上，所以极板X应带正电，极板Y应带正电，故答案选A、C.

（2）如果只在偏转电极XX′上加如图①所示的电压，电子只在水平方向发生偏转，竖直方向不会偏转，故图像为

（3）如果只在偏转电极YY′上加如图②所示的电压，电子只在竖直方向发生偏转，水平方向不会偏转，故图像为

（4）如果在偏转电极XX′上加如图①所示的电压，同时在偏转电极YY′上加如图②所示的电压，X方向为偏转电压，Y方向为扫描电压，因为周期相同，所以屏幕上出现一个完整的正弦波形，所以图像为

题组一　认识及使用示波器

1．示波器使用结束时应注意及时关机，关机的下列操作顺序正确的是（　　）

A．先断开电源开关，再将“辉度调节”旋钮逆时针转到底

B．先断开电源开关，