第十三实验十七 练习使用示波器

图13－4－1
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
2．电子枪发射电子束，电子束通过加 速电场加速后，在偏转电极的作用下 发生偏转，最后打在荧光屏上． 3．将电信号加在偏转电极上，偏转电 压改变时，电子偏转距离发生变化， 打在荧光屏的不同位置上，荧光屏上 就显示出了信号特征．
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交变电流 电磁场 电磁波
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交变电流 电磁场 电磁波
实验创新 借助示波器可将不便观察的物理现象 以图象的形式显示出来，这样就可以 利用示波器原理及图象形状变化分析 物理现象，探讨物理规律．不仅电信 号，对于其他非电学量(如力、温度、 声、光等)也可利用相应的传感器将其
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转化为电信号，再利用示波器进行观 察和测量．
(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13－4－2
所示连接电路．
图13－4－2
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(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，
(2)断开电源开关．
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注意事项
1．示波器属热电子仪器，要避免频繁
开机、关机，否则易损坏．
2．屏上亮斑(或图线)不能过亮，否则
易损伤荧光屏．
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3．“Y输入”电压不能太高，以免损 坏示波器． 4．当“Y输入”接导线“悬空”时， 容易出现干扰波形，应避免． 5．关机前先将辉度调节旋钮逆时针方 向转到底，使亮度减到最小，然后再 断开电源开关．
作用 用来调节图象在竖直方向 的幅度 用来调节图象在水平方向 的幅度
8
Y增益 旋钮 X增益 旋钮
Y增益
9
X增益
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序 号
名 称
符号 (文字)
作用 分1、10、100、1000四个挡， “1”挡不衰减，其余各挡分别可使 输入电压衰减为原来的十分之一、 百分之一、千分之一；最右边的正 弦符号“ ”挡不是衰减，而是 由机内自行提供竖直方向的按正弦 规律变化的交流电压，可用来观察 正弦波形或检查示波器是否正常工 作
示波器的使用
例1
用示波器可以测量直流电
压．当输入电压为50 mV时，亮斑恰
好偏移中心一格，以此作为标准，就
可以根据亮斑偏移的格数来计算出电
压值．现要测量一节干电池的电压．
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(1)试写出操作步骤． (2)将“衰减”旋钮分别处于“10”“100” 挡时，亮斑偏移中心的格数n分别为多 少？(设一节干电池的电压为1.5 V) 【解析】 (1)测量的步骤如下：做好预
交变电流 电磁场 电磁波
2π×5.1 2πr 由 l＝ · 可得涂层长度 l＝ t T 0.22 ×1.00×10 cm≈1.46 cm.
－2
【答案】
(1)4.55
(2)1.46
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知能优化演练
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本部分内容讲解结束
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10
衰 减 调 节 旋 钮
衰减
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序号 名称
符号 (文字)
作用
11
扫描 范围 旋钮
扫描 范围
用来改变扫描电压的频率范围， 有四个挡，左边第一挡是10 Hz～100 Hz，向右旋转每升高 一挡，扫描频率增大10倍．最 右边是“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
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重复④⑤步骤再将观察结果记录在自己 设计的表格中． (2)①当“衰减”旋钮置于“10”挡时，按 照公式U＝n×50×10(衰减倍数)(mV)， n＝3，即光斑在屏上向上偏移中心3 格． ②当“衰减”旋钮置于“100”挡时，
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依上公式可知n′＝0.3(格)，即光斑 在屏上向上偏移中心0.3格． 【答案】 见解析
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示波器的创新应用
例2
(2010· 高考大纲全国卷Ⅰ)如图
13－4－5甲是利用激光测转速的原理 示意图，图中圆盘可绕固定轴转动， 盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反 光材料．当盘转到某一位置时，
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接收器可以接收到反光涂层所反射的 激光束，并将所收到的光信号转变成 电信号，在示波器显示屏上显示出来 (如图乙所示)．
示波器面板上
各个旋钮的作用
(如图13－4－3) 图13－4－3
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序号 1 2
源自文库
名称 辉度调节旋 钮 聚焦调节旋 钮 辅助聚焦调 节旋钮
符号(文字)
作用 调节图象的亮度
⊙ ○
3
两旋钮配合使用 可使电子束会聚 成一细束，在屏 上出现小亮斑， 使图象线条清晰
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符号 (文字)
作用 置于“DC”位置时，所加信号电压是 直接输入的，置于“AC”位置时，所 加信号电压是通过一个电容器输入 的，可以让交流信号通过而隔断直 流成分 置于“＋”位置时，扫描由被测信 号正半周起同步，置于“－”位置 时，扫描由负半周起同步
14
15
同步
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实验典例探究
热准备、调好聚焦．
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①按如图13－4－4所示，将干电池正 极与“Y输入”相连，将干电池的负
极与示波器的“地”相连．
②把扫描范围旋钮
置于“外X”处，
“DC”“AC”开关
置于“DC”位置．
图13－4－4
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③闭合电键前，调节水平位移旋钮、 竖直位移旋钮，使光点位于荧光屏中 心． ④闭合电键，然后将“衰减”旋钮置 于“10”,观察亮斑偏移屏中心的格数． ⑤将“衰减”旋钮置于“100”，观察 亮斑偏移屏中心的格数．
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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，改变输入电
压的方向，可以看到亮斑改为向下偏
移．
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4．观察按正弦规律变化的电压的图线 (1)将扫描范围旋钮置于10 Hz～100 Hz 挡，把衰减调节旋钮置于“ ”挡．
(2)调节扫描微调旋钮，使屏上出现完
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序号
名称
符号 (文字) 扫描 微调
作用
使扫描电压频率在选定 的范围内连续变化，顺 时针旋转时频率增加 处于底行中间位置，分 别为竖直方向、水平方 向和公共接地的输入接 线柱
12
扫描微调 旋钮
13
“Y输入” “X输入” “地”
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序号
名称 交、直 流 选择开 关 同步极 性选择 开关
序号
4
名称
电源开 关 指示灯 竖直位 移旋钮 水平位 移旋钮
符号 (文字)
作用
接通或断开电源
5
6
7
↓↑
→ ←
电源接通时，指示灯 明亮，再经1～2 min 的预热，示波器便可 工作 用来调节图象在竖直 方向的位置 用来调节图象在水平 方向的位置
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序 号
名称
符号 (文字)
甲
乙
图13－4－5
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(1)若图乙中示波器显示屏横向的每大 格(5小格)对应的时间为5.00×10－2 s， 则圆盘的转速为________转/s.(保留3 位有效数字) (2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可 求得圆盘侧面反光涂层的长度为 ________cm.(保留3位有效数字)
实验器材
学生实验用示波器、学生信号电源、
滑动变阻器、导线、开关等．
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过程分析导引
实验步骤 1．观察荧光屏上的亮斑并进行调节
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2．观察扫描并进行调节
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3．观察亮斑在竖直方向的偏移并进行 调节
整且稳定的正弦曲线．
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(3)调节Y增益(或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．
(5)转换同步极性，观察波形变化．
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5．关机
(1)将辉度调节旋钮逆时针旋转到底．
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实验十七
练习使用示波器
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知识要点归纳
实验目的 1．认识示波器面板上各个旋钮和开关 的名称、作用，学会操作方法． 2．练习使用示波器观察亮斑、检测各 种信号．
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实验原理 1．示波器的核心部分是示波管，示波 管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成, 如图13－4－1所示．
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【解析】 (1)由图乙可知一个周期对应 4.4 大格，所以 T＝4.4×5.00×10 s＝ 1 0.22 s，故转速 n＝T≈4.55 转/s. (2) 由 图 乙 可 知 反 光 时 间 t ＝ 0.2×5.00×10 s＝1.00×10 s，
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第十三章