《河北省2018年高考物理一轮总复习 交变电流电磁场 第65讲 实验：练习使用示波器波 课件 旧人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省2018年高考物理一轮总复习 交变电流电磁场 第65讲 实验：练习使用示波器波 课件 旧人教版（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第65讲 实验：练习使用示波器 自主夯实基础 自主预习 轻松过关 名师点金 对于本实验，较多同学往往存在认识上的不足，认为本实验就是要记住各旋钮的作用，靠背诵.实际上只有在清楚地理解示波管的原理、各旋钮与示波管内偏转电压的关系的前提下，才能真正地掌握各旋钮的功能，掌握示波器的使用方法. 知识梳理 一、实验目的 1.了解示波器面板上各个旋钮和开关的名称和作用，练习使用示波器.,2.利用示波器观察波形. 3.了解示波器的工作原理. 二、实验原理 1.如图65-1所示，示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空. 图65-1,2.实验原理 示波器是常用来研究各种电信号
2、的一种电子仪器，内部构造如图65-1所示.XX、YY是两对互相垂直的偏转电极，当两对偏转电极都没有加电压时，电子束通过加速电场从金属板小孔沿直线射出，打在荧光屏的中心产生一个亮斑.若在XX偏转电极上加扫描电压，由于视觉暂留现象，亮斑看起来就像一条水平亮线；若在YY偏转电极上加按正弦规律变化的电压，在XX偏转电极上加扫描电压，荧光屏上就显示出正弦曲线. 三、实验器材 示波器、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干. 四、实验步骤,实验步骤参照图65-2. 1.观察荧光屏上的亮斑并进行调节 (1)先把灰度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移旋钮和水平位移旋钮旋到中间位置，衰减调节旋钮置于“1000”挡，扫
3、描范围旋钮置于“外X”挡. (2)打开电源开关，等一两分钟（预热）后，顺时针旋转灰度调节旋钮，屏上即出现一个亮斑，调节该旋钮，使亮斑的亮度适中. (3)旋转聚焦调节和辅助聚焦调节旋钮，观察亮斑的变化情况，并使亮斑最圆、最小. (4)旋转垂直位移旋钮，观察亮斑上下移动的情况；旋转水平位移旋钮，观察亮斑左右移动的情况.调节这两个旋钮，使亮斑位于荧光屏中心.,图65-2 2.观察扫描并进行调节 (1)把X增益旋钮顺时针转到 处，扫描微调旋钮逆时针转到底，扫描范围旋钮置于“10” “100”挡，可看到亮斑移动的情况. (2)顺时针旋转扫描微调旋钮，可看到亮斑移动加快，直至成为一条亮线.,(3)调节X增
4、益旋钮，可以看到亮线长度随之改变. 3.观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节 (1)将扫描范围旋钮置于“外X”挡，交直流选择开关拨到“DC”位置. (2)按如图65-3所示连接电路. 图65-3,(3)将滑动变阻器的滑片滑至适当位置后闭合开关，把衰减调节旋钮逆时针依次转到“100”、“10”和“1”挡，观察亮斑向上偏移的情况. (4)调节Y增益旋钮，使亮斑偏移一段适当的距离，再调节滑动变阻器，观察亮斑偏移的距离随输入电压变化的情况. (5)调换电池的正负极，可以看到亮斑改为向下偏移. 4.观察按正弦规律变化的电压图象 (1)将扫描范围旋钮置于“10” “100”挡，衰减调节旋钮置于“ ”挡. (
5、2)调节扫描微调旋钮，使屏上出现完整且稳定的正弦曲线. (3)调节Y增益旋钮（或者X增益旋钮），观察曲线形状沿竖直（或水平）方向的变化情况.,(4)调节竖直（或水平）位移旋钮，观察曲线整体在竖直（或水平）方向上的移动情况. 5.关机 将灰度调节旋钮逆时针转到底，再断开电源开关. 五、实验注意事项 1.示波器属热电子仪器，要避免频繁开机、关机，否则易损坏仪器. 2.屏上亮斑（或图线）不能过亮，且不应使光斑长时间停留在某点，否则容易损伤荧光屏. 3.“Y输入”电压不能太高，以免仪器损坏.,创新方法探究 提炼方法 展示技巧 题型方法 一、关于各旋钮的功能与使用 例1 实验中，某同学欲按要求先在荧光屏
6、上调出亮斑，为此，他进行了如下操作：首先将灰度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移和水平位移旋钮任意转到某位置，衰减调节旋钮置于“1000”挡，扫描范围旋钮置于“外X”挡.然后打开电源开关（指示灯亮），过2 min后，顺时针旋转灰度调节旋钮，结果屏上始终无亮斑出现（示波器完好）.那么，他应再调节下列哪个旋钮才有可能在屏上出现亮斑（ ） A.竖直位移旋钮 B.水平位移旋钮 C.聚焦调节旋钮 D.辅助聚焦旋钮,【解析】对于此类题目，要求对示波器的操作过程要比较熟悉.对于示波器的操作，主要在于怎样调节出亮斑、怎样调节出正弦曲线、怎样使图线处于屏幕中间位置.因为聚焦调节旋钮和辅助聚焦旋钮是在出现了亮斑后进行
7、调节，而本题并未出现亮斑，因此可能是出现亮斑的位置没有在屏幕上，因此答案为A、B. 【答案】AB 方法概述 在面板上众多的旋钮中，以下两对旋钮的功能较为复杂： (1)“衰减”与“增益”：这一对旋钮用于调节加在y方向上的偏转电压的大小或峰值.其中“ ”是不连续衰,减外接信号的大小或峰值,“ ”表示示波器内部提供的y方向的正弦电压，“Y增益”可连续调节外接或内部正弦信号. (2)“扫描范围”与“扫描微调”：这一对旋钮用于调节x方向上扫描电压的频率，“ ”是内部提供扫描信号的频率范围，旋钮打在这些位置上时，“外X”表示此时加在x方向偏转极板上的是外接信号.要与“扫描微调”结合使用来调节x方向上的扫描
8、电压的频率. 二、显示外加信号的波形问题 例2（2007年全国理综卷）用图65-4甲所示的示波器观察频率为900 Hz的正弦电压信号，把该信号接入示波器的“Y输入”. （1）当屏幕上出现如图65-4乙所示的波形时，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 旋钮或 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 位置，然后调节 旋钮. 图65-4 【答案】（1）竖直位移() 衰减调节(衰减) Y增益 （2）扫描范围 1 k挡位 扫描微调,【点评】示波器的教学容易成为高中物理教学中的一个盲点，因为大
9、部分同学都认为这个实验就是要记住这些旋钮的功能.其实要做好这个实验需要理解、想象改变旋钮时带电粒子轨迹的变化，需要理解荧光屏上显示的曲线与亮点移动的关系以及如何才能得到稳定的亮线.总之，该实验难度大、综合性强，对想象力的要求较高. 方法概述 当示波器的“Y输入”接一个频率为f的正弦信号时,要在荧光屏上得到稳定的正弦波形的关键在于调节“扫描范围”旋钮与“扫描微调”旋钮使x方向的扫描电压的频率为一适当值: （1）当fx=f时，荧光屏上得到一个完整的正弦波. （2）当fx= 时，荧光屏上得到n个波长的正弦波.,变式训练 变式训练用示波器观察某交变电压信号时，发现屏上不能形成稳定的正弦波.那么，怎样调
10、节才能使图象稳定呢？ 【解析】屏上的图象不稳定，说明聚焦调节旋钮与位移调节旋钮应处于正常状态，应是扫描电压的频率与待观察电压的频率不匹配引起的，因此需要调节扫描范围旋钮. 【答案】先将扫描范围旋钮置于合适位置，再调节扫描微调旋钮 体验成功 1.在示波器的荧光屏上发现水平方向有一亮斑自左向右移动，要使它在水平方向出现一条亮线的办法是( ) A.顺时针旋转灰度调节旋钮,B.调节衰减旋钮 C.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率 D.调节Y增益旋钮 【答案】C 2.在观察按正弦规律变化的电压图象时，只看到一的旋钮是个完整的正弦波形.现欲在荧光屏上看到三个正弦波形，应调节( ) A.扫描范围旋
11、钮 B.扫描微调旋钮 C.衰减旋钮 D.X增益旋钮 【答案】B 3.图65-5为示波器的面板，一位同学在做“练习使用示波器”的实验时，进行了如下的操作：,图65-5 （1）打开电源后，首先在屏上调出一个最圆最小的亮斑，但亮斑位于屏上的左上角.若想将这个亮斑调到屏幕的正中央，他应该调节 和 旋钮（填旋钮对应的数字）. （2）为了观察示波器的水平扫描作用，他调节相应的 旋钮，看到屏上的亮斑从左向右移动，到达右端后又很快回 到左端.之后，他顺时针旋转扫描微调旋钮以增大扫描频率，,此时屏上观察到的现象是 . （3）为观察按正弦规律变化的电压的图象，他把扫描范围旋钮置于左边手第一挡（10 Hz100 H
12、z）.要由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压，他应将 旋钮（填旋钮对应的数字）置于 挡. 【解析】（1）将左上角的亮斑调到屏幕正中央，调节竖直位移（）和水平位移（ ）旋钮6、7即可. （2）增大扫描频率后，亮斑移动逐渐变快.最后亮斑成为一条亮线. （3）要观察到清晰的正弦曲线，将扫描范围置于左边第一挡后，再将衰减旋钮置于“ ”挡，即调节器10置于“ ”挡. 【答案】（1）6 7 （2）出现一条亮线 （3）即10（衰减旋钮）,4.(2009年山西名校联考)图65-6是示波管的原理图.它由电子枪、偏转电极(XX和YY)、荧光屏组成.管内抽成真空.给电子枪通电后,如果在偏转电极XX和YY上都没有
13、加电压,电子束将打在荧光屏的中心O点,在那里产生一个亮斑.下列说法正确的是( ) A.要想让亮斑沿OY向上移动,需在偏转电极YY上加电压,且Y比Y电势高 B.要想让亮斑移到荧光屏的右上方,需在偏转电极XX、YY上加电压,且X比X电势高、Y比Y电势高 C.要想在荧光屏上出现一条水平亮线,需在偏转电极XX上加特定的周期性变化的电压(扫描电压) D.要想在荧光屏上出现一条正弦曲线,需在偏转电极XX上加适当频率的扫描电压、在偏转电极YY上加按,正弦规律变化的电压 图65-6 【解析】要想让亮斑沿OY向上移动,需在偏转电极YY上加电压,且电子受到的电场力向上,由于电子带负电,则Y比Y电势高,A错；要想让
14、亮斑移到荧光屏的右上方,需在偏转电极XX、YY上加电压,在XX方向向右偏,X比X电势高；在YY方向向上偏,Y比Y电势高,B正确；由以上分析的示波管示波原理可知C、D正确. 【答案】BCD,5.(湖南省八校2010年联考)(1)使用示波器时,若要测量外部交流电压信号,应将信号输入线接在 和 接线柱上.这时“衰减”旋钮不能置于“ ”,“扫描范围”不能置于 挡；若信号水平方向的幅度过小或过大,应该用 旋钮进行调整；若信号图象过于偏于屏幕下方,应该用 旋钮进行调整 (2)某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图象时,他将扫描范围旋钮置于第一挡(10 Hz100 Hz)，把衰减调节按钮置于“ ”挡,把同
15、步极性选择开关置于“+”位置,调节扫描微调旋钮,在屏上出现了如图65-7甲所示的正弦曲线.后来他又进行两步调节,使图象变成如图65-7乙所示的曲线,这两步调节可能是 .,图65-7 A.将衰减调节旋钮换挡并调节标有“”的竖直位移旋钮 B.将衰减调节旋钮换挡并调节Y增益旋钮 C.调节扫描范围旋钮和调节Y增益旋钮 D.将同步极性选择开关置于“-”位置并调节Y增益旋钮 【解析】(1)“Y输入”接线柱、“X输入”接线柱和 “地”接线柱分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入,接线柱,测量外部交流电压信号时,水平方向使用的是机内自行提供的扫描电压,所以应将待测信号输入线接在“Y输入”接线柱 和 “地”接
16、线柱上；这时“衰减”旋钮不能置于“ ”,否则竖直方向是由机内自行提供的按正弦规律变化的交流电压；“扫描范围”不能置于“外X挡”,因为使用这一挡时机内没有扫描电压,水平方向的电压应从外部输入；若信号水平方向的幅度过小或过大,应该用“X增益”旋钮进行调整；若信号图形过于偏于屏幕下方,应该用“竖直位移”旋钮进行调整 (2)“同步”是一个选择开关,置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步,图甲中被测信号正半周起同步变为图乙中扫描由负半周起同步,可见同步极性选择开关由“+”位置变成“-”位置； “Y增益”和“X增益”旋钮,分别用来调整图象在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度增大,图乙和图甲相比,竖直方向的幅度变大,所以一定顺时针方向
