高二物理课件 示波管
示波管原理高中物理
示波管原理高中物理示波管是一种用来显示电压变化的仪器，它在物理实验和电子技术中有着广泛的应用。
在高中物理学习中，我们也需要了解示波管的原理和工作原理。
本文将对示波管的原理进行详细介绍，希望能够帮助大家更好地理解这一知识点。
首先，我们需要了解示波管的基本结构。
示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏组成。
电子枪产生的电子束通过偏转系统控制在荧光屏上显示出波形。
电子枪中的热阴极产生电子，经过加速电场加速后，进入聚焦系统进行聚焦，最后由偏转系统控制电子束在荧光屏上形成图像。
其次，我们来了解一下示波管的工作原理。
当示波管接收到电压信号时，电子束受到偏转系统的控制，在荧光屏上显示出相应的波形。
偏转系统可以控制电子束的水平和垂直方向的偏转，从而实现对电压信号波形的显示。
荧光屏上的荧光物质可以发光，将电子束轰击后产生亮点，形成波形图像。
了解了示波管的基本结构和工作原理后，我们可以进一步了解示波管的应用。
示波管可以用来显示各种不同形式的电压信号波形，例如正弦波、方波、三角波等。
通过示波管，我们可以直观地观察到电压信号的变化情况，对信号的频率、幅值、相位等进行测量和分析。
示波管还可以用来观察电路中的故障，帮助工程师进行故障诊断和维修。
在学习示波管的过程中，我们还需要了解一些示波管的参数和特性。
例如，示波管的灵敏度、带宽、扫描速度等参数都会影响到示波管的显示效果和测量精度。
了解这些参数和特性，可以帮助我们更好地选择和使用示波管，提高测量的准确性和可靠性。
总的来说，示波管作为一种重要的电子测量仪器，在物理学习和电子技术领域有着广泛的应用。
通过了解示波管的基本结构、工作原理、应用和特性，我们可以更好地理解电压信号的显示和测量，提高实验和工程实践中的测量和分析能力。
希望通过本文的介绍，大家能够对示波管有一个更深入的了解，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
感谢大家的阅读！。
高中物理高二物理PPT课件示波器的奥秘
qUl 2．偏转角度 φ mdv0 ， 离开电场时竖直方向的分速度 v⊥ ＝ at＝ ______ qUl v⊥ 2 md v tanφ＝ ＝ _________. 0 v0
思考感悟
2 ．带电粒子在电场中的运动是直线还是曲线 与哪些因素有关呢？ 提示：在匀强电场中，只受电场力作用时，若 v0＝0为直线运动；若v0≠0，但v0与电场力在 一条直线上，做直线运动；有夹角则做曲线运 动；若垂直则做类平抛运动．非匀强电场中较 为复杂，例如在点电荷的电场中可做匀速圆周 运动．
2
3．几个推论 (1)粒子离开电场时的速度方向反向延长交于板长 l 的正中央，根据 y/tanθ＝ l/2. (2)位移方向与初速度方向间夹角的正切为速度偏 1 1 转角正切的 ，根据 tanα＝ tanθ. 2 2
特别提醒：(1)该类运动与之前所学的平抛运动 处理方法相似，两种运动重要的区别是加速度 的不同． (2)对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择 动能定理求解，但只能求出速度大小，不能求 出速度方向，涉及到方向问题，必须采用把运 动分解的方法．
图 1－ 6 － 1
1．电场力对它做的功 qU W＝ ______. 2．带电粒子到达负极板速率为 v，它的动能为
1 2 mv 2 Ek＝ ________.
1 2 动能定理 可知，qU＝ m v 可解出 v＝ 3．根据 ___________ 2
2qU m _______.
4．带电粒子在非匀强电场中加速，上述结果仍适 用．
一、带电粒子的加速 1．带电粒子的分类 (1)基本粒子 如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有 明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不 忽略质量)． (2)带电微粒 如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有 明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．
高二物理下学期示波管--新人教版
示波管是示波器的核心部件。现 在，示波器已经成为科学研究检测 和修理各种电子仪器不可缺少的工 具。我们在分组实验中将学习它的 使用方法。在这一节里先学习示波 管的结构和工作原理。
-+
一个示波器的结构
-
+
电子枪
荧 光 屏
控制电路
X
X’
X轴偏转电极
控 制 电 路 Y
Y’
Y轴偏转电极
-
+
它们组成一个示波管
电子枪发射出电子沿直线前进，最后打在荧光屏上 荧光屏上产生一个小的亮斑
-
+
亮斑
+
E
我们知道：在两极板上加上 电压，可产生电场
+
-
F=Ee
E
在电场中，电子会受 到 电场力作用
F=Ee
-Leabharlann +当电子枪发射的电子经过电极板 所在空间时
+
F v
E
电子将受电场力作用
y
x
示波管的突出优点是它的反应 很快。电子的质量很小，惯性也 就很小，因此，示波管能够灵敏 地反映出在偏转板上的极其迅速 而又微小的电压变化，并把它显 示在荧光屏上
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炙缓缓睁开眼睛,伸出双手狠狠の再脸上搓了搓,然后放声开始大笑起来！ "哈哈……" 夜十三和夜十七在外面有点莫名其妙,看着不远の**城,夜十七还是皱了皱眉头,小声嘀咕起来："虽然来到了男人の圣地——**城,我心里也隐隐有些激动,但公子也没有必要笑得那么明显吧?" 当前 第伍 捌章 零５零章 笑昏城 伍玖章**城 **城本名不是叫**城,而是叫银月城
示波管原理的动画演示课件
聚焦与偏转
展示电子在示波管的聚焦系统和 偏转系统中的运动轨迹，以及如
何控制电子束的形状和方向。
荧光屏上显示波形
电子束在荧光屏上撞击并激发荧 光物质，形成可见的波形图像。
直观理解示波管原理
信号输入与波形显示
通过动画展示如何将输入信号加到示波管的垂直偏转系统，使电 子束在荧光屏上显示出对应的波形。
扫描与同步
解释扫描电路的工作原理，以及如何通过控制电子束在水平方向的 偏转实现波形在荧光屏上的展开显示。
动态刷新与存储
展示现代示波器中使用的技术，如数字信号处理和波形存储，以提 高波形显示的稳定性和精确度。
提高学习效率和兴趣
生动形象的学习方式
01
通过动画演示，将抽象的示波管原理以直观、生动的方式呈现
电子枪通常由阴极、控制极和加速极 组成，通过加热阴极使得电子逸出， 然后通过加速极给予电子束能量，使 其加速射向偏转系统。
偏转系统
偏转系统是示波管中用于控制 电子束方向的装置，通常由水 平和垂直两个线圈组成。
当电子束通过偏转系统时，线 圈中产生的磁场会对电子束产 生洛伦兹力，使电子束发生偏转。
通过改变磁场强度或方向，可 以控制电子束在荧光屏上的位 置，以形成图像。
02
03
定义
示波管是一种将电信号转 换为可见图像的电子器件。
工作原理
通过电子枪发射电子，经 过聚焦和加速后撞击到荧 光屏上，产生可见的波形 图像。
主要组成
包括电子枪、聚焦系统、 偏转系统和荧光屏等部分。
02示波管工作原理来自电子枪电子枪是示波管的核心部分，它负责 发射电子束。
控制极用于调节电子束的强度，以满 足不同的显示需求。
材质与贴图
为模型添加逼真的材质和贴图，以呈现示波管的真实外观和 质感。
专题 示波管的原理(课件)-高中物理(人教版2019必修第三册)
02
示波管
示波管的构造
产生高速飞行的电子束
两端加待显示的电压信号，使电子沿 方向偏移。
锯齿形扫描电压，使电子沿 方向偏移。
亮斑
亮斑
电子枪
′
′
−+
加速电压
′
′
偏转电极
荧
光
屏
′
′
信号电压： 示波器的 YY 偏转电极上加的是待显示的电压。
扫描电压： XX 偏转电极上通常加的是自身产生的锯齿形电压。
示的规律变化的电压，在荧光屏会看到的什么样的图形？
交变电压
UY
Yˊ 随信号电压同步变化
Y
（电压变化快，亮斑移动
很），但由于视觉暂留和
O
t
Xˊ
X
荧光物质的残光特性，亮
斑的移动看起来就成了与
Yˊ
Y轴重合的一条竖直亮线。
想一想
思考与讨论5：如果在电极 YYˊ 之间不加电压，而在 XXˊ 之间加不变电
压，使 X 的电势比 Xˊ 高，电子将打在荧光屏的什么位置？
UY
O
Yˊ
t
UX
O
t
示
波器Leabharlann 图象怎样在荧光屏上显示信号电压的正弦波形？
思考与讨论
1、 如果在电极XX’之间加不变电压，使X的电势比X ’高(X正X’负)，而在YY’之
间加不变电压，使Y的电势比Y’高(Y正Y’负)，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子枪
Y
Y
X
Yˊ
-
+
Xˊ
X
Xˊ
偏转电极
亮斑在第一象限
高二物理自学作业了解示波器.ppt
1001k 10
1k0外X
DC AC Y输入地 X输入＋同步－
中间的小旋钮是“扫描微调”，用来调整水平方 向的扫描频率，顺时针转动时频率连续增加
“Y输入”、“X输入” 和 “地” 分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱。
“AC—DC” 是交直流选择开关，
置于DC位置时，所加信号是直接
输入的；置于AC位置时，所加信
x
qUL2 2mdV02UL2 4dU0 NhomakorabeaU
（U为水平偏转电压）
将如图示的电路接入示波器的x 输入和地之间，若
滑动头 P位于最右端A时，无偏转，亮点在中心，
当P从A向B缓慢滑动时，加在示波器上的偏转
电压逐渐增大，x 逐渐增大，亮点向右移动。
x
若调换电池的正负极，当P从A向B缓
输 入
地
慢滑动时，加在示波器上的偏转电压
示波器面板上各个旋钮和开关的名称及作用 辉度调节“ ”，用来调整图象的亮度， 聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“○”，
这两个旋钮配合着使用，能使电子 射线会聚，在荧光屏上产生一个小 的亮斑，得到清晰的图象
电源开关和指示灯
Y增益 X增益
垂直位移“↑↓”和水平位“
”， 10 1
1衰00减1000扫描微10调10扫01k描1k范0外围X
ux
-U 0 U
T
2T
t
根据电子在竖直偏转电场中的偏转公式：
y
qUL2 2mdV02
UL2 4dU0
U
（U为竖直偏转电压）
将如图示的电路接入示波器的y 输入和
地之间，若滑动头 P位于最右端A时，无
偏转，亮点在中心，当P从A向B缓慢滑动
时，加在示波器上的偏转电压逐渐增大,
2022-2023年高考物理一轮复习 示波管课件
示波管
概念介绍
示波管的构造及功能
1. 电子枪：发射电子
2. 偏转电极′：使电子束
竖直偏转(加信号电压)；
偏转电极′：使电子束
水平偏转(加扫描电压)
3. 荧光屏：显示波形
示波管
概念延伸
示波管的工作原理
偏转电极不加电压时：从电子枪射出的电子将沿直线运动,射到荧光屏的中
心点形成一个亮斑
波
管
粒子从偏转电场中射出时,其速度的反向延长线与初速
带电粒子
的加速和
偏转
度方向的交点平分沿初速度方向的位移
不同的带电粒子 (电性相同,初速度为零),经同一电场加
速后,又进入同一偏转电场,则它们的运动轨迹必定重合
2 02
偏 2
4 加
则运动轨迹与电荷量或质量无关
示波管
(多选) 如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电
场线水平向右的加速电场 1 ， 之后进入电场竖直向下的匀强电场 2 发生偏
转 ， 最后打 在屏上 ， 整个装置处 于真空中 ，不 计粒子重力及 其相互作用 ，
由 = 2 得：
点 是线段 的中点
示波管
知识拓展
带电粒子的加速和偏转
推论2：不同的带电粒子(电性相同,初速度为零),经同一电场加速后,又
进入同一偏转电场,则它们的运动轨迹必定重合
加速电场： 加 =
偏转电场： =
联立： =
1
2
1
2
02
2 =
偏 2
那么 ( AD )
+
A. 偏转电场 2 对三种粒子做功一样多
屏
B. 三种粒子打到屏上时的速度一样大
示波管原理
+ + + + + + φ v0
-q U d m v0
y φ l/2
------
l
L
沿竖直方向上的总位移
Y=y′ +y
qUl l
Y = md0v2 (2+L)
vy v Y
你还有其它处
+ + + + + + φ v0
理方法吗 同理可推导水平
-q U d m v0
--
-
φ
l/2 ---
y
偏转位移X
l
L
Y
-q qE
v0
y
U
d
m
v0
φ
x
------
l
已知：m、q、v0、d、U、l、L
试推导偏转位移Y=?
vy v
Y
+ + + + + + φ v0
-q U d m v0
y φ l/2
------
l
L
在偏转电场中
设运动时间为t
沿v0方向: l = v0t
垂直于v0方向:
加速度：a = qE = qU m md
二、示波器的工作原理
v⊥
v
++++++ φ
-q
v0
y
U d m v0
φ
x
------
l
偏移距离： y = 1 at 2 2
由三角形相似：
vy v
Y
++++++
φ v0
【人教版】高中物理选修3-1：1.9《第2课时-示波管的原理、带电体在电场中的运动》课件
▪ (3)若设O点为零势点，则A点电势为多 大【．解析】 由于带电粒子到达A点时，在y轴正方向上
的速度已减小到零，因此带电粒子除受到沿x轴正方向的
电场力外，还受到y轴正方向相反的重力．根据力的独立
作用原理及运动的独立性原理，粒子在x轴正方向上做初
速度为零的匀加速直线运动，其加速度为
qE m
；在y轴正方
【答案】 (1)329kl2Q，方向向右指向B (2)41q(2n－1)mv20 14(2n－1)mv20
▪ 【方法总结】
▪ 带电的物体在电场中具有一定的电势能， 同时还可能具有动能和重力势能等机械能， 用能量观点处理问题是一种简捷的方法， 处理有关能量的问题要注意以下几点：
▪ (1)只要外力做功不为零，物体的动能就 要改变(动能定理)．
①
加上电压后所受合力F＝qUh －mg
②
油滴向上的加速度大小a＝mF＝mqUh－g
③
再经h2的距离速度减为零，即：
v2＝2a·h2＝mqUh－gh
④
由①～④式解得：U＝2mqgh.
解法二：分析油滴运动的整个过程可知，前半程的加
速度与后半程的加速度大小相等、方向相反，即：
g＝qhU－m mg，解得U＝2mqgh.
▪ (3)示波管实际工作时，竖直偏转板和水 平偏转板都加上电压，一般加在竖直偏转 板上的电压是要研究的信号电压，加在水 平偏转板上的是扫描电压，若两者周期相 同，在荧光屏上就会显示出信号电压随时 间变化的波形图．
▪
要点二 带电体在复合场中的运动
▪ 1．当带电物体的重力不能忽略时，带电 物体就处在电场、重力场的复合场中，处 理相关问题时要注意电场力和重力的影 响．
▪ (2)重力只要做功，物体的重力势能就要 改变，且重力的功等于重力势能的减少量， WG＝Ep1－Ep2.如果只有重力做功，物体 动能和重力势能之和不变(机械能守恒)．
高二物理人教版选修3-1基础考点汇总：考点12 示波管(含解析).doc
示波管(选修3-1第一章：静电场的第九节带电粒子在电场中的运动)★★★○○示波管构造及功能(如图所示)①电子枪：发射并加速电子。
②偏转电极YY′：使电子束竖直偏转(加信号电压)；偏转电极XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)。
示波管的工作原理偏转电极XX′和YY′不加电压，电子打到屏幕中心；若只在XX′之间加电压，电子只在X 方向偏转；若只在YY′之间加电压，电子只在Y方向偏转；若XX′加扫描电压，YY′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象。
（2016北京石景山1模）示波器是一种用来观察电信号的电子仪器，其核心部件是示波管，下图是示波管的原理图。
示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
电子从灯丝K发射出来（初速度可不计），经电压为U0的加速电场加速后，以垂直于偏转电场的方向先后进入偏转电极YY'、XX'。
当偏转电极XX´、YY´上都不加电压时，电子束从电子枪射出后，沿直线运动，打在荧光屏的中心O 点，在那里产生一个亮斑。
若要荧光屏上的A 点出现亮斑，则A ．电极X 、Y 接电源的正极，X´、Y´接电源的负极B ．电极X 、Y´接电源的正极，X´、Y 接电源的负极C ．电极X´、Y 接电源的正极，X 、Y´接电源的负极D ．电极X´、Y´接电源的正极，X 、Y 接电源的负极 【答案】B1、在示波管中，2s 内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为A 、4.8×10-6AB 、3×10-13AC 、9.6×10-6AD 、无法确定【答案】A【精细解读】电流等于单位时间内通过导体横截面的电量A sC t ne t q I 61923108.42106.1106--⨯=⨯⨯⨯===，A 对；2、示波管工作时，电子经电压U 1加速后以速度v 0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h ，两平行板间距离为d ，电势差是U 2，板长是L .为提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量)，可采用以下哪些方法( )A ．增大两板间电势差U 2B ．尽可能使板长L 短一些C ．使加速电压U 1升高一些D ．尽可能使板距d 小一些 【答案】D甲 示波管的结构 乙 荧光屏（甲图中从右向左看）Y【精细解读】在加速电场中2112eU mv =，偏转电场中，221,,2eU L t y at a v md===，联立可得2214U L y U d =，提高示波管的灵敏度，即增大2y U ，又2214y L U U d=所以L 长一些，U 1降低一些，d 小一些，D 对。
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示波管的突出优点是它的反应
很快。电子的质量很小，惯性也 就很小，因此，示波管能够灵敏 地反映出在偏转板上的极其迅速 而又微小的电压变化，并把它显 示在荧光屏上
当光斑移到右端以后，又会立即回到 左端，开始第二次扫描
如果在x轴偏转板上加扫描电压的同时， 在y轴偏转板上加随时间而变化的电压，我们 就可以在荧光屏上看到由亮斑的移动描绘可以 显示出偏转板上的电压随时间而变化的情况。
当亮斑一个接一个非常快速的打 出，我们看到的将是一个图象
即电压随时间变化图象
问：在此图象中哪个轴是时间轴（ t 轴）？
+
E
电子在电场中运动
电子运动将方向改变
-+
这样如果在 y 轴偏转电极所加的电压是变化的， 那么荧光屏上的亮斑就会在竖直方向上随电压的变 化而改变位置
控
制
电
路
Y
Y’
这样如果在 x 轴偏转电极所加的电压是变化的，那
么荧光屏上的亮斑就会在水平方向上随电压的变化而改 变位置
控制电路
X X’
如果我们在x轴偏转板上加扫描 电压，可以使亮斑从左向右匀速地水 平移动，这叫做扫描。
Y’
Y轴偏转电极
-+
它们组成一个示波管
电子枪发射出电子沿直线前进，最后打在荧光屏上 荧光屏上产生一个小的亮斑
-+
亮斑
+
E
-
我们知道：在两极板上加上 电压，可产生电场
+
F=Ee -
பைடு நூலகம்
E
-
在电场中，电子会受 到 电场力作用
F=Ee
-+
当电子枪发射的电子经过电极板 所在空间时
+
F v
E
电子将受电场力作用
作者：程东 学号：9809011
示波管是示波器的核心部件。现 在，示波器已经成为科学研究检测 和修理各种电子仪器不可缺少的工 具。我们在分组实验中将学习它的 使用方法。在这一节里先学习示波
管的结构和工作原理。
-+
一个示波器的结构 -+
荧
光
电子枪
屏
X
控制电路
X’
X轴偏转电极
控 制 电 路
Y