教科版高中物理选修3-2：《示波器的使用》课件1-新版

J2459型示波器 图2－3－1
练习使用示波器
1.基本知识 (1)观察亮斑的移动时，应在“__Y_输__入__”和“_地__”间加 __直__流__ 电 压 ， 可 观 察 到 亮 斑 _向__上__ 偏 移 ． 直 流 电 压 改 加 在 “X输入”上，可观察亮斑发生_水__平___偏移． (2)观察扫描：把“扫描范围”旋钮置于_最__低__档，“扫 描微调”旋钮_逆___时针转到底，可以观察到亮斑从左向右移 动，并迅速返回左端．
(2)竖直位移旋钮的作用是调节波形在屏幕上的竖直位 置，由题图可知该波形偏下，所以应该调节6，X增益旋钮 的作用是调整波形的横向宽度．调节扫描范围和扫描微调可 调整屏幕上显示的完整的波形数．
【答案】 (1)Y输入 地 (2)6 X增益 扫描范围和 扫描微调
2.若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如图2－3 －7所示的电压，而扫描范围旋钮置于“外X”挡，则此时 屏上应出现的情形是下图中的( )
图2－3－7
【解析】 Y方向上有一个恒定电压，扫描范围旋钮置 于“外X”挡，示波器内不提供X方向的扫描电压．而“X输 入”接线柱也没有输入任何扫描电压，所以X方向没有偏 转，选项C正确．
【答案】 C
1．在应用示波器做观察亮斑在竖直方向的偏移实验 时，应将( )
A．“扫描范围”旋钮置于“10”挡 B．“扫描范围”旋钮置于“外X”挡 C．“DC”“AC”开关置于“AC”位置 D．“DC”“AC”开关置于“DC”位置
源．
图2－3－5甲为示波器面板，图乙为一信号
甲
乙
图2－3－5
(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2－3－6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；要使屏上能够显示三个 完整的波形，应调节____________旋钮．
4．观察按正弦规律变化的电压图形
(1)将扫描范围旋钮置于10～100挡，衰减调节旋钮置于
“
”挡．
(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．
图2－3－9
(3)移动变阻器中心触头位置，改变“Y输入”电压，观 察亮点偏离光屏中心的距离________；
(4)将“衰减”旋钮分别置于“10”、“100”挡，重复上 一步骤，这时会发现亮点离光屏中心距离________，由此可 见“衰减”旋钮的作用是
________________________________________________ ________________________；
【解析】 竖直方向的偏移实验中，水平方向没有偏 转，所以扫描范围旋钮应置于“外X”挡，选项B正确；由于 做的是竖直方向的偏移实验，不是竖直方向的波形实验，所 以“DC”“AC”开关置于“DC”位置，选项D正确．
【答案】 BD
2．在应用示波器观察正弦规律变化的电压图线时，将 “扫描范围”旋钮置于第一挡(10～100 Hz)，把“衰减”旋 钮置于合适的挡，再调节“扫描微调”旋钮，屏上便出现完 整的正弦曲线，如图2－3－8所示．则下列关于同步极性选 择的说法中正确的是( )
2．观察扫描并进行调节
(1)把X增益旋钮顺时针转到
1 3
处，扫描微调旋钮逆时针转
到底，扫描范围旋钮置于10～100 Hz挡，可看到扫描的情形．
(2)顺时针旋转扫描微调旋钮，可看到亮斑移动加快，直
至成为一源自文库亮线．
(3)调节X增益旋钮，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)按图2－3－4连接电路．
A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮 B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮 C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮 D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
图2－3－3
【解析】 要让显示屏上的波形由一个变为两个，就需 提高扫描频率，即需调整扫描微调旋钮．Y增益旋钮是用来 调节图像在竖直方向上的幅度的，故选项C正确．
【答案】 C
(2)扫描范围旋钮有四个挡，可以改变加在水平方向的 扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100赫，向右旋转 每 升 高 一 挡 ， 扫 描 频 率 都 增 大 10 倍 ， 最 右 边 的 是 “ 外 X” 挡，使用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压 可以从外部输入．
(3)扫描微调旋钮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．
3 示波器的使用
课标解读
重点难点
1.认识示波器的面板． 1.认识示波器的面板．(重
2.观察荧光屏上的亮斑并进行 点)
调节． 2.观察并调节示波器波形．
3.观察扫描并进行调节． (重点)
4.观察亮斑在竖直方向的偏移 3.波形的调节方法．(难点)
并进行调节． 4.不同输入端对应的波形分
5.观察按正弦规律变化的电压 析．(难点)
(3) 观 察 机 内 正 弦 交 流 电 压 波 形 ， 把 示 波 器 的
“__扫__描__范__围__”旋钮调到第一挡，“__衰__减__调__节__”旋钮调到
最右端的“
”处，再调节扫描_微__调___旋钮，直到屏幕
出现稳定的波形为止．
2．思考判断 (1)交流电的波形图可用示波器来观察．(√) (2)示波器关机时，直接断开电源开关即可．(×) (3)X增益旋钮是用来调整图像在水平方向的幅度的．(√) 3．探究交流 若用示波器观察到了稳定的图线，为了使图线更加清晰 而不会使线条变粗，应调节哪些旋钮？ 【提示】 调节：聚焦和辅助聚焦调节两个旋钮.
4．其他各旋钮的用途 (1)“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． (2)“AC－DC”是交直流选择开关，置于DC位置时， 所加信号是直流输入的；置于AC位置时，所加信号电压是 通过一个电容器输入的交流电，可以隔断直流成分． (3)“同步‘＋’‘－’”置于“＋”位置，正弦曲线 从正半周开始，置于“－”位置，正弦曲线从负半周开始．
3.在应用示波器观察Y输入系统的作用时，有下列操作 程序，请在横线上填写观察到的现象．
(1)把“扫描范围”旋钮置于“外X”挡，“DC、AC”开 关置于“DC”位置，调节水平、竖直位移旋钮使光点位于荧 光屏中心，将衰减旋钮置于“1 000”挡，“Y增益”旋钮顺 时针转到二分之一处；
(2)用1～2节干电池(1.5 V)作直流电源，将电源和变阻器 组成如图2－3－9所示的直流回路，并取出一部分电压加到 “Y输入”与“地”接线柱上；
图2－3－4
(3)将滑动变阻器的滑片P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．
图2－3－8
A．图甲是同步开关置于“－”的结果 B．图甲是同步开关置于“＋”的结果 C．图乙是同步开关置于“－”的结果 D．图乙是同步开关置于“＋”的结果 【解析】 甲图所示的波形和正弦交流电的波形完全相 同，说明同步选择开关置于“＋”的位置，选项B正确；乙 图所示的波形和正弦交流电的波形完全相反，说明同步选择 开关置于“－”的位置．选项C正确． 【答案】 BC
甲
图2－3－2
乙
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 【审题指导】 审题时应注意以下问题： (1)观察甲、乙两图，波形图由正半周开始变成了由负 半周开始． (2)波形图的最大值变大．
图2－3－6
【审题指导】 审题时应注意以下问题： (1)观察正弦信号波形应接哪些旋钮． (2)哪些旋钮的作用可使曲线移动．
【解析】 (1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号 的波形，应从示波器的“Y输入”和“地”接线柱输入信 号，所以应将信号源的a端与示波器面板上的“Y输入”接 线柱相连，b端与“地”接线柱相连．
3．衰减调节，扫描旋钮的作用 (1)衰减调节旋钮： 中间一行左边的大旋钮是“衰减”，它有1、10、100、 1 000四个挡，“1”表示不衰减，“10”、“100”、“1 000” 分别表示衰减为1/10、1/100、1/1 000.最右边的正弦符号 “”挡不是衰减，而是由示波器内部自行提供竖直方向的交 流试验信号电压，可用来观察正弦波形或检查示波器是否正 常工作．
用示波器观察正弦交流电的波形图
【问题导思】 1．如何观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节？ 2．如何观察正弦规律变化的电压图形？ 3．实验时应注意哪些事项？
1．调节观察荧光屏上的亮斑 (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1 000挡， 扫描范围旋钮置于“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)旋转竖直位移旋钮，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．
5．实验时应注意的事项 (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，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． (4)当“Y输入”接导线并“悬空”时，容易出现干扰波 形，应避免出现这种情况． (5)关机时将灰度调节旋钮逆时针转到底，再断开电源 开关．
某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图 像时，将扫描范围旋钮置于第一挡(10～100 Hz)，把衰减调 节旋钮置于“”挡，把同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2－3－2甲所示的正 弦曲线．后来他又进行了两步调节，使图像变成如图乙所示 的曲线，这两步调节可能是( )
的图线.
认识示波器面板上的旋钮
基本知识 如图2－3－1所示：示波器面板上的旋钮有：电源开 关、电源指示灯、_辉__度___调节旋钮、_聚__焦__调节旋钮、辅助 聚焦调节旋钮、竖直位移旋钮、_水__平___位移旋钮，__Y_增益 调节旋钮，_X__增益调节旋钮、衰减调节旋钮、__扫__描___范围 旋钮、扫描微调旋钮、__外__部__信号输入端、__交__直__流__选择开 关、同步极性选择开关.
【解析】 根据甲、乙两图的对比，由于波形分别从正 半周和负半周开始(或波形恰好相反)，故一定调整了同步极 性开关．由于图像中心未变，水平方向幅度未变，但是Y方 向的幅度变大了，故一定调整了Y增益旋钮，而没有调整竖 直位移旋钮和扫描微调旋钮，选项D正确．
【答案】 D
1．用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一 个完整的波形，如图2－3－3.经下列四组操作之一，使该信 号显示出两个完整的波形，且波形幅度减小．此组操作是 ()
示波器面板上旋钮的作用
【问题导思】 1．辉度调节、聚焦调节、辅助聚焦各有什么作用？ 2．竖直位移和水平位移旋钮，Y增益和X增益旋钮各有 什么作用？ 3．衰减调节旋钮有什么作用？
1．辉度调节、聚焦调节、辅助聚焦的作用 (1)辉度调节用来调整图像的亮度． (2)聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“〇”：这两个旋钮配 合着使用，能使电子束会聚，在荧光屏上产生一个小亮斑， 得到清晰的图像． 2．竖直位移和水平位移旋钮、Y增益和X增益旋钮的作 用 (1)竖直位移“↑↓”和水平位移“ ”旋钮的作用分别用 来调整图像在竖直方向和水平方向的位置． (2)“Y增益”和“X增益”的作用分别用来调整图像在 竖直方向和水平方向的幅度．