示波管的原理

第17课时 示波管的原理

知识内容：

一、示波管的结构及原理：

1、用途：观察电信号随时间变化的情况。

2、结构：由_________、____________和____________组成，管内抽成真空。如图所示。 电子枪：产生高速高速飞行的一束电子；

偏转电极：使粒子左右偏转和上下偏转；

荧光屏：显示粒子打在屏上的位置。

3、工作原理：

（1）在X X '和Y Y '都不加电压，电子从极板

小孔射出后做匀速直线运动，打在屏中

央，产生一个亮斑。（如上图）

（2）在X X '上不加电压，只在Y Y '上加电压，

电子在Y Y '电场中偏转，出电场后沿直线

运动，亮斑在Y Y '方向偏转y '，

2

2l L l y y +='； 所以：)2

(20L l d mv qUl y +='； 有：U y ∝' ； 改变加在Y Y '上电压，亮斑在竖直位置也改变。若

t U U m ωs i n

=，则t y y m ωs i n '='，亮斑沿Y Y '上下移动，U 变化 很快，亮斑移动很快，看起来是一条亮线。

（3）如果只在X X '上加电压，亮斑在水平方向发生偏移，U 变化，亮斑沿水平变化， U x ∝'， 加上如图的扫描电压：亮斑从一侧匀速运动到另一侧，又迅速返回原处， 又匀速扫到另一侧。若扫描电压变化很快，亮斑看起来为一条亮线。

（4）通常在电极Y Y '上加要研究的信号电压，在X X '上加扫描电压，如

果它们周期相同，荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的曲线。

二、课堂练习：

1、某示波器在XX ′、YY ′不加偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其加如图所示偏转电 压，则在光屏上将会看到下列哪个图形(圆为荧光屏，虚线为光屏坐标)(

)

2、如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压 U 1加速后以速度0v 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U 2，板长L 。为了提高示 波管的灵敏度（每单位电压引起的偏转量2/h U ），可采用的方 法是：

（ ）

A ．增大两板间电势差U 2

B ．尽可能使板长L 短些

C ．尽可能使板间距离d 小一些

D ．使加速电压U 1升高一些

3、如图，图a 是示波管的原理图，它是由电子枪、偏转电极、荧光屏组成，电子枪发射电 子打在荧光屏上将出现亮点，若亮点快速移动，由于视觉暂留关系，能在屏幕上看到一 条亮线。（1）如果只在偏转电极Y Y '上加如图c 所示t U U m y ωsin =的电压，试由图b

证明荧光屏上亮点的偏移也按正弦规律变化，即t y y m ωs i n

='。并在荧光屏图d 上所 观察到的亮线的形状（设偏转电压频率较高）（2）如果只在偏转电极X X '上加上如图e 所示的电压，试在图e 上画出所观察到的亮线形状。（3）如果在偏转电极Y Y '上加

t U U m y ωs i n

=的电压，同时在偏转电极X X '上加上图f 所示的电压，试在图g 上画出 观察到的亮线的形状。

图（a ） 图（b ）

图（c ）

图（d ） 图（e ） 图（f ） 图 （g ）

4、右图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K 发出（初速度不计），经灯丝与A 板间 的加速电压U 1加速，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入由两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方 向垂直，电子经过偏转电场兵器打在荧光屏上的P 点，已

U 1

v

0 h

U

2 L 2

d

知M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L 1， 板右端到荧光屏的距离为L 2，电子的质量为m ，电荷量为 e ，求：（1）电子穿过A 板时的速度大小；（2）电子从偏 转电场射出时的侧移量；（3）P 点到O 点的距离。

第17课时 示波管的原理

参考答案

课堂练习：

1、 D ；

2、C ；

3、解答：

（1）y U d

mv el at y 202

2221==； L l l y y +='2/2/； t y t U d

mv el L l y l L l y m m ωωsin sin 2)2()2(202=+=+='∴； 图d （2）

（3）

图f 图g

4、解答：