高中物理教科版选修3-2课件：2-3示波器的使用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5符号“DC”表示直流，“AC”表示交流。
[变式训练1－1] 某示波器工作时，屏上显示出如图所示 的波形，且亮度较弱。
(1)要将波形调到中央，应调节示波器的________旋钮和 ________旋钮；若要增大显示波形的亮度，应调节________旋 钮。
(2)此时衰减调节旋钮位于“ ”挡，若要使此波形横向展 宽，并显示出3个完整的波形，同时要求波形幅度适当大些，需 要进行的操作是( )
A．调节X增益调节旋钮和竖直位移旋钮 B．调节X增益调节旋钮和扫描微调旋钮 C．调节扫描微调旋钮和Y增益调节旋钮 D．调节水平位移旋钮和Y增益调节旋钮
解析：因为是由一个波形变为两个波形，所以用扫描微调 旋钮；Y增益调节旋钮可调节波形的幅度。
答案：C
03 课堂效果自测
04 课后巩固训练
谢谢观看！
(1)当屏幕上出现如图所示的波形时，应调节________旋 钮。如果正弦波的正负半周均超出了荧光屏的范围，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荧光屏内。
(2)如需要荧光屏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。
3扫描范围旋钮用来改变扫描电压的频率范围；扫描微调 旋钮使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化。
[变式训练2－1] 用示波器观察某交流信号时，在荧光屏上 显示出一个完整的波形，如图所示。经下列四组操作之一，使 该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大。此组操作是 ________(填选项前的字母)。( )
如图为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗 且模糊不清的波形。
(1)若要增大显示波的亮度，应调节________旋钮。 (2)若要使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 (2)聚焦 (3)竖直位移或“↓↑” 水平位 移或“→←”
(3)观察扫描并进行调节。 把X增益旋钮顺时针转到三分之一处，扫描微调旋钮逆时 针旋到底，扫描范围旋钮置于最低挡，这时可见亮斑从左向右 移动，到达右端又很快回到左端。然后顺时针方向旋转扫描微 调旋钮，以增加扫描频率，就可看到亮斑迅速移动成为一条亮 线。再调节X增益旋钮，观察亮线长度的改变。
(4)观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节。 先把扫描范围旋钮置于“外X”挡，并使亮斑位于屏的中 央，再把“DC、AC”开关置于“DC”位置，按要求连接好电 路，逐步减少衰减旋钮挡，观察亮斑向上偏移，再调节Y增 益，使亮斑偏移一段适当距离．接着在Y增益固定情况下，调 节变阻器改变输入电压，可看到亮斑的偏移随之改变。
⑤当把同步极性选择开关置于“＋”位置，正弦曲线从正 半周开始，把此时观察到的曲线形状画在圆框内；当把同步极 性选择开关置于“－”位置，曲线从负半周开始，把此时观察 到的曲线形状画在圆框内。
也可以用Y衰减的其他挡位进行测量，把有关数据填入记 录表格中，并比较用哪一挡位较为准确。
3．注意事项 (1)开机前及实验完毕前，先要把辉度调节旋钮逆时针转到 底(处于亮度最低状态)。 (2)使用过程中，亮斑不宜过亮，特别是当亮斑长时间停留 在屏上不动时，应将亮度减弱，以免损伤荧光屏，缩短示波管 的寿命。 (3)实验完毕，关机前要先把辉度旋钮逆时针调到底，然后 才能切断电源，以免过亮的亮点长时间处于屏幕中央烧坏荧光 屏。
[答案] (1)Y输入 地 (2)竖直位移 X增益 扫描范围和 扫描微调
1要观察信号电压的波形，应把信号电压加在“Y输入” 与“地”接线柱间。
2竖直位移旋钮和水平位移旋钮分别用来调节图象在竖直 方向和水平方向的位置。
3Y增益调节旋钮和X增益调节旋钮分别用来调节图象在 竖直方向和水平方向的幅度。
4扫描范围旋钮和扫描微调旋钮可以调节扫描电压的频 率。
[分析] 解答本题的关键是掌握输入信号波形在水平方向 和竖直方向调节的方法。
[解析] (1)图象偏上，应用竖直位移旋钮调节；衰减调节 旋钮和Y增益调节旋钮可调节竖直方向的幅度。
(2)扫描范围旋钮可以调节波形个数。因为信号电压频率为 900 Hz，所以应将扫描范围旋钮置于100 Hz～1 kHz挡，然后调 节扫描微调旋钮进行微调。
[答案] (1)竖直位移 衰减 Y增益 (2)扫描范围100 Hz～1 kHz挡 扫描微调
1示波器面板上“Y输入”、“X输入”和“地”分别是 对应竖直方向、水平方向的信号输入电压的接线柱和公共接地 的接线柱。
2竖直位移旋钮和水平位移旋钮分别用来调节图象在竖直 方向和水平方向的位置；Y增益调节旋钮和X增益调节旋钮分别 用来调节图象在竖直方向和水平方向的幅度。
(2)若示波器所显示的输入波形如图所示，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3个完整的波形，应调节 ____________________旋钮。
[分析] 解答本题的关键是掌握示波器面板上各旋钮名称 及其作用。
[解析] (1)观察被测电压应从Y输入接入，而另一端接地。 (2)因图象位于荧光屏的下半部分，应向上调节，故选竖直位移 旋钮，顺时针旋转即可；要使此波形横向展宽，应调节X增益 调节旋钮，以展宽幅度；要使屏上显示3个完整波形应调节扫描 范围旋钮和扫描微调旋钮，降低扫描电压的频率，使扫描周期 等于3倍被测电压周期，即可看到3个完整波形。
上，由几何知识y′y ＝2l ＋l L，可以导出偏移y′＝mqvl20dL＋2l U＝ 2
L＋2l tanφ。
若信号电压U＝Umaxsinωt，则y′＝
ql mv20d
L＋2l
Umaxsinωt＝
yHale Waihona Puke axsinωt，如图所示。y′随信号电压同步变化，但由于视觉暂留及荧光物质的残 光特性，亮斑看起来就成为一条竖直亮线，如何使这一竖直亮 线转化成正弦图形呢？(加扫描电压)
(5)观察按正弦规律变化的电压的图线。 ①把扫描范围旋钮置于第一挡(10 Hz～100 Hz)。 ②把衰减调节旋钮置于“ ”挡，即由示波器本身机内提供 竖直方向的按正弦规律变化的电压。 ③反复调节扫描微调旋钮，使屏上出现完整而稳定的正弦 曲线。
④调节Y增益旋钮时，观察到曲线的形状沿竖直方向变 化；而调节X增益旋钮时，观察到曲线形状沿水平方向变化。
(1)电源开关。 (2)电源指示灯：开启 电源开关 ，进行预热，指示灯亮。 (3)辉度调节旋钮：用来调节图象 亮度 。
4聚焦调节旋钮 两者配合使用，可使打到荧光屏 5辅助聚焦调节旋钮 上的电子束会聚成一个小亮斑。 6竖直位移旋钮 这两个旋钮可以分别调节 7水平位移旋钮 图象的竖直和水平位置。 8Y增益调节旋钮 这两个旋钮可以分别调节图象在 9X增益调节旋钮 Y方向和X方向的幅度。
了解示波器面板上各个旋钮和开关的名称及作用。按照课本 中本实验课文“认识示波器的面板”的安排顺序，观察示波器面 板的各个旋钮和开关，了解它们的名称和作用。
使用前的准备工作。把示波器面板上各旋钮调节到下面指定 位置：辉度调节旋钮：逆时针方向旋到底；竖直位移旋钮：旋至 中间位置；水平位移旋钮：旋至中间位置；衰减调节旋钮：旋到 “1000”的位置；扫描范围旋钮：旋到“外X”位置；Y增益旋 钮：逆时针方向旋到底；X增益旋钮：逆时针方向旋到底。
第二章 交变电流
3 示波器的使用
学习目标：1.了解示波器面板上各个旋钮的名称及作用。 2.练习使用示波器观察交流电的波形。
01 教材要点突破
要点 示波器的原理和构造
1．示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻 璃壳，内部主要由 电子枪 (发射电子的灯丝、加速电极组成)、 偏转电极(由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和
荧光屏 组成，如图所示。
XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的 锯齿 形电压 (扫描电压)；YY′偏转电极上加的是待显示的 信号 电压。如果 信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期 相同 。
就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳
定图象。
2．阅读教材，认识示波器面板上的旋钮
(2)偏转电极XX′作用：与上同理，如果只在偏转电极 XX′上加电压，亮斑就在水平方向发生偏移，加上扫描电压， 一周期内，信号电压也变化一周期，荧光屏将出现一完整的正 弦图形。
二、示波器的面板认识与使用方法 1．示波器的面板
2.示波器的正确使用 (1)认识示波器的面板(下图)和使用前的准备工作。
(14) 交直流 选择开关：“DC”代表 直流 ，“AC”代表 交流 。
(15) 同步极性 选择开关。
一、示波管的构造及原理 1．构造及功能(下图)
(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)； XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)。 (3)荧光屏。
2．原理 (1)偏转电极YY′作用：被电子枪加速的电子在YY′电场 中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏
(2)观察荧光屏上的亮斑并进行调节。 把示波器的电源插头插入220 V交流电源，把电源开关扳向 “开”的位置，指示灯亮，预热1分钟～2分钟。 然后朝顺时针方向旋转辉度调节旋钮，使屏上亮斑高度集 中，并调节垂直位移、水平位移旋钮使亮斑处在屏的中间。再 旋转聚焦调节旋钮“⊙”和辅助聚焦调节旋钮“○”，使亮斑 最圆最小。旋转竖直位移旋钮，观察到亮斑上下移动，旋转水 平位移旋钮，观察到亮斑左右移动。
解析：要熟练掌握示波器的使用方法、操作规程，特别是 面板上的各种控制旋钮，它们起什么调节作用、如何调节，都 要熟记。
02 题型分类指导
No.1 示波器的使用 例1 如图(a)所示为示波器的面板，图(b)为一信号源。
(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。
A．将衰减调节旋钮调为“10”挡 B．调节Y增益旋钮 C．调节X增益旋钮 D．调节扫描微调旋钮
解析：(1)应使波形竖直向上和水平向左移动。 (2)使扫描电压的频率等于信号频率的13。
答案：(1)竖直位移 水平位移 辉度调节 (2)BCD
No.2 示波器的波形调节 例2 用示波器观察频率为900 Hz的正弦交流电压信号，把 该信号接入示波器Y输入。
(10) 衰减 调节旋钮：最右边的“ ”符号表示机内提供 正弦交流 信号。
(11)扫描范围旋钮：用来调节扫描电压的 频率 范围，其 中最右边的“外X”挡是指使用 外部 输入的扫描电压。
(12)扫描微调旋钮：在 选定扫描
范围内调节扫描频
率。
(13)外部信号输入端：包括“ Y输入 ”、“X输入”和 “ 地 ”三个接线柱，其中“ 地 ”是公共端。
[变式训练1－1] 某示波器工作时，屏上显示出如图所示 的波形，且亮度较弱。
(1)要将波形调到中央，应调节示波器的________旋钮和 ________旋钮；若要增大显示波形的亮度，应调节________旋 钮。
(2)此时衰减调节旋钮位于“ ”挡，若要使此波形横向展 宽，并显示出3个完整的波形，同时要求波形幅度适当大些，需 要进行的操作是( )
A．调节X增益调节旋钮和竖直位移旋钮 B．调节X增益调节旋钮和扫描微调旋钮 C．调节扫描微调旋钮和Y增益调节旋钮 D．调节水平位移旋钮和Y增益调节旋钮
解析：因为是由一个波形变为两个波形，所以用扫描微调 旋钮；Y增益调节旋钮可调节波形的幅度。
答案：C
03 课堂效果自测
04 课后巩固训练
谢谢观看！
(1)当屏幕上出现如图所示的波形时，应调节________旋 钮。如果正弦波的正负半周均超出了荧光屏的范围，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荧光屏内。
(2)如需要荧光屏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。
3扫描范围旋钮用来改变扫描电压的频率范围；扫描微调 旋钮使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化。
[变式训练2－1] 用示波器观察某交流信号时，在荧光屏上 显示出一个完整的波形，如图所示。经下列四组操作之一，使 该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大。此组操作是 ________(填选项前的字母)。( )
如图为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗 且模糊不清的波形。
(1)若要增大显示波的亮度，应调节________旋钮。 (2)若要使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 (2)聚焦 (3)竖直位移或“↓↑” 水平位 移或“→←”
(3)观察扫描并进行调节。 把X增益旋钮顺时针转到三分之一处，扫描微调旋钮逆时 针旋到底，扫描范围旋钮置于最低挡，这时可见亮斑从左向右 移动，到达右端又很快回到左端。然后顺时针方向旋转扫描微 调旋钮，以增加扫描频率，就可看到亮斑迅速移动成为一条亮 线。再调节X增益旋钮，观察亮线长度的改变。
(4)观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节。 先把扫描范围旋钮置于“外X”挡，并使亮斑位于屏的中 央，再把“DC、AC”开关置于“DC”位置，按要求连接好电 路，逐步减少衰减旋钮挡，观察亮斑向上偏移，再调节Y增 益，使亮斑偏移一段适当距离．接着在Y增益固定情况下，调 节变阻器改变输入电压，可看到亮斑的偏移随之改变。
⑤当把同步极性选择开关置于“＋”位置，正弦曲线从正 半周开始，把此时观察到的曲线形状画在圆框内；当把同步极 性选择开关置于“－”位置，曲线从负半周开始，把此时观察 到的曲线形状画在圆框内。
也可以用Y衰减的其他挡位进行测量，把有关数据填入记 录表格中，并比较用哪一挡位较为准确。
3．注意事项 (1)开机前及实验完毕前，先要把辉度调节旋钮逆时针转到 底(处于亮度最低状态)。 (2)使用过程中，亮斑不宜过亮，特别是当亮斑长时间停留 在屏上不动时，应将亮度减弱，以免损伤荧光屏，缩短示波管 的寿命。 (3)实验完毕，关机前要先把辉度旋钮逆时针调到底，然后 才能切断电源，以免过亮的亮点长时间处于屏幕中央烧坏荧光 屏。
[答案] (1)Y输入 地 (2)竖直位移 X增益 扫描范围和 扫描微调
1要观察信号电压的波形，应把信号电压加在“Y输入” 与“地”接线柱间。
2竖直位移旋钮和水平位移旋钮分别用来调节图象在竖直 方向和水平方向的位置。
3Y增益调节旋钮和X增益调节旋钮分别用来调节图象在 竖直方向和水平方向的幅度。
4扫描范围旋钮和扫描微调旋钮可以调节扫描电压的频 率。
[分析] 解答本题的关键是掌握输入信号波形在水平方向 和竖直方向调节的方法。
[解析] (1)图象偏上，应用竖直位移旋钮调节；衰减调节 旋钮和Y增益调节旋钮可调节竖直方向的幅度。
(2)扫描范围旋钮可以调节波形个数。因为信号电压频率为 900 Hz，所以应将扫描范围旋钮置于100 Hz～1 kHz挡，然后调 节扫描微调旋钮进行微调。
[答案] (1)竖直位移 衰减 Y增益 (2)扫描范围100 Hz～1 kHz挡 扫描微调
1示波器面板上“Y输入”、“X输入”和“地”分别是 对应竖直方向、水平方向的信号输入电压的接线柱和公共接地 的接线柱。
2竖直位移旋钮和水平位移旋钮分别用来调节图象在竖直 方向和水平方向的位置；Y增益调节旋钮和X增益调节旋钮分别 用来调节图象在竖直方向和水平方向的幅度。
(2)若示波器所显示的输入波形如图所示，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3个完整的波形，应调节 ____________________旋钮。
[分析] 解答本题的关键是掌握示波器面板上各旋钮名称 及其作用。
[解析] (1)观察被测电压应从Y输入接入，而另一端接地。 (2)因图象位于荧光屏的下半部分，应向上调节，故选竖直位移 旋钮，顺时针旋转即可；要使此波形横向展宽，应调节X增益 调节旋钮，以展宽幅度；要使屏上显示3个完整波形应调节扫描 范围旋钮和扫描微调旋钮，降低扫描电压的频率，使扫描周期 等于3倍被测电压周期，即可看到3个完整波形。
上，由几何知识y′y ＝2l ＋l L，可以导出偏移y′＝mqvl20dL＋2l U＝ 2
L＋2l tanφ。
若信号电压U＝Umaxsinωt，则y′＝
ql mv20d
L＋2l
Umaxsinωt＝
yHale Waihona Puke axsinωt，如图所示。y′随信号电压同步变化，但由于视觉暂留及荧光物质的残 光特性，亮斑看起来就成为一条竖直亮线，如何使这一竖直亮 线转化成正弦图形呢？(加扫描电压)
(5)观察按正弦规律变化的电压的图线。 ①把扫描范围旋钮置于第一挡(10 Hz～100 Hz)。 ②把衰减调节旋钮置于“ ”挡，即由示波器本身机内提供 竖直方向的按正弦规律变化的电压。 ③反复调节扫描微调旋钮，使屏上出现完整而稳定的正弦 曲线。
④调节Y增益旋钮时，观察到曲线的形状沿竖直方向变 化；而调节X增益旋钮时，观察到曲线形状沿水平方向变化。
(1)电源开关。 (2)电源指示灯：开启 电源开关 ，进行预热，指示灯亮。 (3)辉度调节旋钮：用来调节图象 亮度 。
4聚焦调节旋钮 两者配合使用，可使打到荧光屏 5辅助聚焦调节旋钮 上的电子束会聚成一个小亮斑。 6竖直位移旋钮 这两个旋钮可以分别调节 7水平位移旋钮 图象的竖直和水平位置。 8Y增益调节旋钮 这两个旋钮可以分别调节图象在 9X增益调节旋钮 Y方向和X方向的幅度。
了解示波器面板上各个旋钮和开关的名称及作用。按照课本 中本实验课文“认识示波器的面板”的安排顺序，观察示波器面 板的各个旋钮和开关，了解它们的名称和作用。
使用前的准备工作。把示波器面板上各旋钮调节到下面指定 位置：辉度调节旋钮：逆时针方向旋到底；竖直位移旋钮：旋至 中间位置；水平位移旋钮：旋至中间位置；衰减调节旋钮：旋到 “1000”的位置；扫描范围旋钮：旋到“外X”位置；Y增益旋 钮：逆时针方向旋到底；X增益旋钮：逆时针方向旋到底。
第二章 交变电流
3 示波器的使用
学习目标：1.了解示波器面板上各个旋钮的名称及作用。 2.练习使用示波器观察交流电的波形。
01 教材要点突破
要点 示波器的原理和构造
1．示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻 璃壳，内部主要由 电子枪 (发射电子的灯丝、加速电极组成)、 偏转电极(由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和
荧光屏 组成，如图所示。
XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的 锯齿 形电压 (扫描电压)；YY′偏转电极上加的是待显示的 信号 电压。如果 信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期 相同 。
就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳
定图象。
2．阅读教材，认识示波器面板上的旋钮
(2)偏转电极XX′作用：与上同理，如果只在偏转电极 XX′上加电压，亮斑就在水平方向发生偏移，加上扫描电压， 一周期内，信号电压也变化一周期，荧光屏将出现一完整的正 弦图形。
二、示波器的面板认识与使用方法 1．示波器的面板
2.示波器的正确使用 (1)认识示波器的面板(下图)和使用前的准备工作。
(14) 交直流 选择开关：“DC”代表 直流 ，“AC”代表 交流 。
(15) 同步极性 选择开关。
一、示波管的构造及原理 1．构造及功能(下图)
(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)； XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)。 (3)荧光屏。
2．原理 (1)偏转电极YY′作用：被电子枪加速的电子在YY′电场 中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏
(2)观察荧光屏上的亮斑并进行调节。 把示波器的电源插头插入220 V交流电源，把电源开关扳向 “开”的位置，指示灯亮，预热1分钟～2分钟。 然后朝顺时针方向旋转辉度调节旋钮，使屏上亮斑高度集 中，并调节垂直位移、水平位移旋钮使亮斑处在屏的中间。再 旋转聚焦调节旋钮“⊙”和辅助聚焦调节旋钮“○”，使亮斑 最圆最小。旋转竖直位移旋钮，观察到亮斑上下移动，旋转水 平位移旋钮，观察到亮斑左右移动。
解析：要熟练掌握示波器的使用方法、操作规程，特别是 面板上的各种控制旋钮，它们起什么调节作用、如何调节，都 要熟记。
02 题型分类指导
No.1 示波器的使用 例1 如图(a)所示为示波器的面板，图(b)为一信号源。
(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。
A．将衰减调节旋钮调为“10”挡 B．调节Y增益旋钮 C．调节X增益旋钮 D．调节扫描微调旋钮
解析：(1)应使波形竖直向上和水平向左移动。 (2)使扫描电压的频率等于信号频率的13。
答案：(1)竖直位移 水平位移 辉度调节 (2)BCD
No.2 示波器的波形调节 例2 用示波器观察频率为900 Hz的正弦交流电压信号，把 该信号接入示波器Y输入。
(10) 衰减 调节旋钮：最右边的“ ”符号表示机内提供 正弦交流 信号。
(11)扫描范围旋钮：用来调节扫描电压的 频率 范围，其 中最右边的“外X”挡是指使用 外部 输入的扫描电压。
(12)扫描微调旋钮：在 选定扫描
范围内调节扫描频
率。
(13)外部信号输入端：包括“ Y输入 ”、“X输入”和 “ 地 ”三个接线柱，其中“ 地 ”是公共端。