shm练习使用示波器教案

练习示波器的使用课题练习使用示波器
教育教学目标(知识与技能、过程与方法情感态度与价值观)1）知道示波器面板上各按钮的名称及功能；了解示波器的工作原理；
掌握示波器的基本调节方法；可以用示波器测量电学中的一些物理量；能解决简单的物理问题。

2）从示波器的实际运用引发学生学习兴趣；再采用讲授法介绍实验目的、器材及示波器原理示波器。

在实验整个过程不断提出问题可加深学生对示波器的理解也学会运用。

3）通过实验的演示，让学生体验示波器使用的实验过程，产生积极的情感体验；通过运用示波器提问解决实际物理问题来提高他们的兴趣。

教学重点难点
教学重点：示波器面板上各个旋钮的名称和作用、使用示波器观察波形及实验注意事项。

教学难点：示波器实验原理的理解，用示波器去分析解决实际物理问题。

教学策略及创造性教学的设
计1．教法选择、学法指导：预习→讨论→进行实验→解决问题→归纳。

2.实验器材：学生示波器、干电池、滑动变阻器、电键、导线等。

3．教学课件：示波器面板课件、模拟电压波形图等等。

教学内容（包括德育渗透、教学方法、教学手段、学法指导等）分析、评价反思、
体会
导入新课
示波器是一种常用的电子仪器，它能直接观察研究各种电信号随时间
变化的情况，比如：振动、温度、光等等随时间的变化，可以通过各种传
感器转化成电压的变化，然后用示波器来研究，因而示波器是进行科学研
究以及检测、修理各种电子仪器的重要工具。

问题1：声音是由物体振动时产生的，如何用示波器观测声音信号?
解析：用话筒将声音信号转化为电信号，再输入给示波器，这种就可以用
示波器观测声音信号了。

新课教学
一、实验目的
提出问题
1．了解示波器的原理。

2．知道示波器面板上各个旋钮的名称和作用。

3
．会使用示波器观察交变电压的波形。

二、实验器材
学生示波器、干电池、滑动变阻器、电键、导线等。

三、实验原理
1．示波器的构造和工作原理（1）示波器的构造
示波器的核心部分是示波管，它由电子枪、偏转电极和荧光屏三部分组成，管内抽成真空，如图所示。

（2）示波器的工作原理
示波管内的电子枪发射电子，电子被加速电场加速后，进入竖直、水平的两对偏转电极，当两对电极都没有加电压时，电子束将沿直线运动打在荧光屏，在屏上出现亮点，若在x 、y 轴加上不同的偏转电压，电子将发生不同程度的偏转，然后打到荧光屏的，并在屏上不同位置出现亮点，可分下面四种情况，利用课件进行模拟：
①两偏转电极不加电压：电子作直线运动打在荧光屏的中心
②水平偏转电极加电压，竖直偏转电极不加电压：电子向水平偏转电极的正极偏转
③水平偏转电极不加电压，竖直偏转电极加电压：电子向竖直偏转电极的正极偏转
④两偏转电极同时加电压：电子将打在荧光屏的什么位置呢?
介绍示波器的构造。

分析示波器的工作原理。

问题2：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所示的亮斑P ，那么示波管中的 ( )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
（2）示波器波形的显示
如何把波形显示在示波屏上呢? 机械振
分析、评价反思、体会
课堂练习
动有一个实验演示过的沙斗实验，如图下左图所示，沙斗在y轴方向来回振动其漏出的细沙只能在一条线上，只有当一块薄板沿x轴方向匀速移动，振动着的沙斗漏出的细沙才在薄板上画出一正弦的曲线．
与该原理类似，在示波屏上要显示交流电压信号的波形，也还须加一个沿x轴方向匀速运动的电压信号，为此在示波管中安装了扫描发生器，其目的是为了产生一个锯齿波，如图上右所示。

当水平偏转板上不加电压时，亮点在中央，若加上如图示的锯齿电压时，随着电压的增大，亮点从左向右移动，第二个周期中，同上移动，若周期
T 很小，由于眼睛的视觉暂留，在示波器屏幕上
出现一条亮线。

当竖直偏转板上同时加如图示的正弦电压时，由
位移的合成，若Tx = Ty则在示波器屏幕上出现
一个正弦波。

若Tx = nTy（n为整数）则在示波
器屏幕上出现n个正弦波。

这就是示波器波形显
示的原理。

四．实验步骤
1．认识示波器的面板
如图是J2459型示波器的面板，其各旋钮开关
的名称、作用应熟悉．
①辉度调节旋钮—用来调节像亮度
②聚焦调节旋钮
③辅助聚集旋钮—两者配合使用使图线线条清晰
④电源开关
⑤指示灯
⑥竖直位移旋钮
⑦水平位移旋钮――分别用来调节图像在竖直和水平方向的位置
⑧Y增益旋钮
⑨X增益旋钮——分别用来调节图象在竖直和水平方向的幅度
⑩衰减旋钮——指加在偏转电极上的信号按开关上的倍率衰减．“∞”表示机内给竖直方向提供正弦变化的电压
⑾扫描范围旋钮——用来改变扫描电压的频率范围，扫描范围旋钮分第一挡(10Hz～100Hz)、第二挡(100Hz～1kHz)、第三挡(1kHz～10kHz)、第四挡(10kHz～100kHz)四档，其中的“外X”表示机内扫描发生器停止工作，机外输入的扫描信号“X输入”提供水平扫描。

⑿扫描微调旋钮——使扫描电压频率在选定范围内连续变化。

⒀Y输入、X输入、地――对应方向的输入接线柱和公共接地接线柱。

⒁交直流选择开关--"DC"表示直流，“AC”表示交流，“AC”只能通过交流信号，不能输入直流信号。

⒂同步极性开关：置“＋”时扫描发生器由被测信号正半周同步，置类比说明：示波器波形显示的原理。

示波器的面板各旋钮开关的名称、作用用实物投影展
示．
“－”时由负半周同步。

2．练习使用各种基本调节
(1)使用示波器在接通电源之前，应将开关或控制器置于适当位置，如下表：
控制器或开关
放置位置电源开关
关(扳向下方)
¤
逆时针方向转到底
⊙
居中〇
居中↓↑
居中←
→
居中扫描范围外X 扫描微调任意交直流选择开关
任意衰减
1000Y 增益
逆时针方向转到底Y 输入，X 输入，地
不接X 增益
逆时针方向转到底同步开关
任意
(2)观察荧光屏上的亮斑的形状亮度并进行调节
教师提出实验要求：使亮斑居中且亮点最小亮度适中，如右图所示。

在教师进行演示的基础上，指导学生按照实验流程，并进行实验。

①将屏上的辉度调至最低，竖直、水平位移旋钮居中，衰减倍率最大，扫描范围调至“外X ”。

②打开电源，预热1～2分钟。

③调节辉度，使亮度适中。

④调节聚焦和辅助聚焦，使亮斑最小。

⑤调节竖直位移、水平位移，使亮斑移动。

思考1：打开电源开关后，为什么要预热1—2分钟后再开始使用?答：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，为什么要先把辉度旋钮反转到底? 竖直、水平位移旋钮调到中间位置?衰减置于最高挡?扫描置于“外X ”挡?
答：以免开机时亮度太大损坏示波管；使图象位于屏幕中央；使波形不要太大，超出屏幕范围；不加扫描电压，图象在水平中央位置。

具体操作：先把示波器的辉度调节旋钮反时针转到底，竖直位移旋钮和水平位移旋钮旋转到中间位置，衰减调节旋钮置于最高挡，扫描范围旋钮置于“外X ”挡．打开电源开关，指示灯亮，预热一两分钟后，顺时针　接通电
源之前，开关或控制器置于适当位置应该提醒学生注意。

　教师提出实验要求，指导学生按实验流程进
旋转辉度调节旋钮．屏上即出现一个亮斑，亮斑的亮度要适中．注意不应
使亮斑过亮，特别是亮斑长时间停留在屏上不动时，应把亮度减弱，以免
损伤荧光屏，减少示波管的使用寿命．旋转聚焦调节旋钮和辅助聚焦调节
旋钮，观察亮斑的变化，使亮斑最圆最小．旋转竖直位移旋钮，观察亮斑
的上下移动．旋转水平位移旋钮，观察亮斑的左右移动。

问题3：如图所示，为示波器面板，其屏上显示了一亮度很低、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．
(3)若要将波形曲线调至屏中央，应调节＿＿＿＿与＿＿＿＿＿旋钮
答案：(1)辉度(或写为¤) (2)聚焦(或写为⊙) (3)竖直位移(或写为↓↑) 水平位移(或写为←)
问题4：某同学欲按要求先在荧光屏上调出亮斑，为此他进行了如下操作：首先将辉度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移和水平位移旋钮转到某位置，将衰减调节旋钮置于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，顺时针旋转辉度调节旋钮，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
答案：（AB）
(3)观察扫描并进行调节
教师提出实验要求:要使亮斑从左到右移动.亮线约为荧光屏宽度的1/2,
让学生自行调试，教师引导学生先设计好实验流程。

实验流程如下：（教师归纳时投影）
①调节x增益至1/3处，扫描频率至最低，观察亮斑移动
②增大扫描频率，观察亮线
③调节X增益，观察亮线长度变化
具体操作：把X增益旋钮顺时针转到三分之一处，扫描微调旋钮反时
针转到底，扫描范围旋钮置于最低挡，可以看到扫描的情形：亮斑从左向
右移动，到右端后又很快回到左端．顺时针旋转扫描微调旋钮以增大扫描
频率，可以看到亮斑迅速移动成为一条亮线．调节X增益旋钮，可以看到
亮线长度的改变。

(4) 观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节
教师提出实验要求: ①使亮斑处于中心点的正上方如右图;②改变竖直电压,观察亮斑的移动;③使亮斑处于中心点的正下方.
在教师提出实验要求①后，在教师按照如图所示的实验电路进行演示的基
础上，指导学生按照实验流程进行调试实验。

实验流程如下：
行实验。

进行课堂练习，检查学生实验的效果。

教师提出实验要求，
①扫描范围调节
“外
X
”
②交直流开关置于“DC ”位置③输入直流电压观察亮斑的移动④改变电压正负极，再次观察
具体操作：现在给竖直方向加一个直流电压，把扫描范围旋钮置于 “外X ”挡，使亮斑位于屏的中心，
把“DC 、AC ”开关置于“DC ”位置。

照图连接电路，直流电源用一两节干电池即可．逐步减小衰减挡，观察亮斑的向上偏移，再调节y 增益使亮斑偏移一段适当的距离，调节变阻器改变输入电压，可以看到亮斑的偏移随着改变，电压越高，偏移越大。

调换电池的正负极，改变输入电压的方向，可以看到亮斑改为向下偏移。

(5)观察正弦电压图线
教师提出实验要求:调出正弦电压图线.如右图所示.该实验步骤让学生自行调试，教师引导学生先设计好实验流程。

实验流程如下：（教师归纳时投影）①扫描范围调至第一档，衰减调至“∞”
②调节扫描微调，屏上出现完整的正弦曲线．
③调节X 、Y 增益，使曲线变化④转换同步极性，观察波形的变化
具体操作：把扫描范围旋钮
置于第一挡(10Hz ～100Hz)，把衰减调节旋钮置于“∞”挡，即由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压，调节扫描微调旋钮，使屏上出现完整的正弦曲线。

调节y 增益和X 增益，使曲线形状沿竖直或水平方向发生变化。

把同步极性选择开关置于“+”位置，正弦曲线从正半周开始，如图甲所
示．置于“－”位置，正弦曲线从负半周开始，如图乙所示。

问题5： 某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图象时，他将衰减旋钮置于“∞”档，将旋钮置于第一档（10—100Hz ），把同步极性选择开关置于“+”位置，调节扫描微调旋钮，在屏幕上出现了如图甲所示的正弦曲线，后来他又进行了两步调节，使图象变成如图乙所示的曲线，这两步调节可能是（　） A. 将衰减调节旋钮换档并调节标有
引导学生先设计好实验流程后进行实验。

教师提出
实验要求并演示，指导学生按实验流程进行实验。

教师提出实验要求，引导学生先设计好实验流程后进行实验
乙
甲
“↑↓”的竖直位移旋钮
B. 将衰减调节旋钮换档并调节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
问题6：用示波器观察频率为900 Hz的正弦电压信号。

把该信号接入示波器Y输入。

①当屏幕上出现
如下图所示的波
形时，应调节
＿＿钮。

如果正
弦波的正负半周
均超出了屏幕的
范围，应调节
钮或 钮，
或这两个钮配合
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，应将钮置于位置，然后调节＿＿钮。

答案：①竖直位移　衰减　Y增益②扫描范围　100－1K挡或第二挡(100Hz～1kHz) 扫描微调
五．注意事项
1．注意保护荧光屏
①开机前或实验完毕前，把辉度调节旋扭逆时针转到底。

②使用过程中不应使光斑过亮。

③光斑长时间不动时注意减小亮度。

2．注意保护示波器电子管阴极：不频繁开机、关机，短时间不用时不必关机，只需将辉度旋扭逆时针转到底。

3．注意保护电子管和分阻电压：Y轴输入电压不得超过400V。

4．示波器波形受外界干扰时，将机壳接地。

六．课堂小结
1.了解示波器的结构和原理。

2．认识了示波器面板上各个旋钮的名称和作用。

3.学会用示波器观察信号。

①观察荧光屏上的亮斑亮度并进行调节
②观察扫描并进行调节
③观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节
④观察正弦电压图线通过课堂练习，检查学生实验的效果。

示波器使用的注意
事项，在实验教学过程中分开提出，提醒学生注意。