（通用版）高中物理 第二章 交变电流 2.3 示波器的使用学案 教科版选修32.doc

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.一、认识示波器如图1所示编号对应的旋钮名称及作用如下：图11.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：用来调节图像亮度.两者配合使用，可使打到荧光屏上的电子束会聚成一个小亮斑.这两个旋钮可以分别调节图像的竖直和水平位置.这两个旋钮可以分别调节图像在y方向和x方向的幅度.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.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.二、练习使用示波器观察亮斑及亮斑移动(1)看亮斑：辉度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移和水平位移旋钮旋到中间，扫描范围旋钮置“外x”挡.辉度调节旋钮最弱是为了当亮斑出现时不会过亮烧坏荧光屏，后面可慢慢调节到较合适亮度.竖直位移和水平位移旋钮旋到中间，目的是为了使亮斑出现时能出现在屏幕上，而不会跑到屏幕外.亮斑出现了，调节聚焦旋钮和辅助聚焦旋钮，使亮斑最圆最小.调节水平位移和竖直位移旋钮观察亮斑水平和上下移动.(2)观察亮斑移动(扫描)：把衰减调到1，扫描范围旋钮调到最低挡，扫描微调旋钮逆时针转到底.目的是使扫描频率最小.扫描一次的时间是亮点从左边运动到右边所用的时间，扫描频率则是一秒钟从左边到右边运动的次数.要看到是一个亮点运动，必须使频率小.当看到亮斑运动后，调节扫描微调旋钮，可看到亮斑运动得更快，最后变成了一条亮线.即学即用如图2所示为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形.图2(1)若要增大显示波形的亮度，应调节_旋钮.(2)若要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(或写为)(2)聚焦(或写为)(3)竖直位移(或写为)水平位移(或写为)一、使用示波器导学探究(1)打开示波器电源开关后，为什么要预热12分钟后再开始使用？(2)调节亮斑前，为什么要先把辉度调节旋钮反转到底？竖直、水平位移旋钮调到中间位置？衰减调节旋钮置于最高挡？扫描范围旋钮置于“外x”挡？答案(1)示波管中的电子枪需要预热，才有电子发射出来.(2)以免开机时亮度太大损坏示波管；使图像位于屏幕中央；使波形不要太大，以免超出屏幕范围；不加扫描电压，使图像在水平中央位置.例1用示波器观察频率为900 hz的正弦电压信号.把该信号接入示波器y输入.(1)当屏幕上出现如图3所示的波形时，应调节_旋钮.如果正弦波的正、负半周均超出了屏幕的范围，应调节_或_调节旋钮，或这两个旋钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内.图3(2)如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将_旋钮置于_的位置，然后调节_旋钮.答案(1)竖直位移(或)衰减y增益(2)扫描范围1 000挡扫描微调解析(1)屏幕上的波形位置偏上，应该调节“竖直位移”(“”)旋钮使其向下移动到屏幕中心；如果正弦波的正、负半周均超出屏幕的范围，说明波形在竖直方向上的最大距离(波幅)过大，应该调节“y增益”旋钮使波幅减小，或者调节“衰减”旋钮使整个波形缩小；(2)如果需要屏幕上出现一个完整的正弦波形，则应使横向扫描频率等于900 hz的正弦电压的频率.首先应将“扫描范围”旋钮置于“1 000”挡的位置，然后调节“扫描微调”旋钮，使扫描频率达到900 hz即可形成稳定的波形.1.观察正弦波或余弦波：若外加的是正弦交变电压，当扫描频率是交变电压频率的整数倍时可在屏上看到正弦波形.正弦波的形成：亮斑从左到右运动的时间若刚好等于交变电压的周期，则在屏上出现一个完整正弦波形，若是交变电压周期的两倍，则出现两个完整波形.2.注意竖直位移旋钮和y增益调节旋钮以及水平位移旋钮和x增益调节旋钮之间的区别：一个是调节平衡位置上下运动，一个是调节上下运动振幅.一个是调节水平扫描中心位置，一个是调节扫描幅度.3.注意衰减调节旋钮和y增益调节旋钮之间的关系，衰减调节旋钮是大幅度调节振幅，1是不衰减，10表示振幅变为原来的十分之一，100表示变为原来的一百分之一.而y增益调节旋钮是较小范围调节振幅.注意扫描范围旋钮和扫描微调旋钮配合调节扫描频率，如要调到频率为900 hz，则先把扫描范围旋钮打在1 000 hz处，再调节扫描微调旋钮使频率在1 000 hz左右小范围变动，可调到900 hz.二、示波器的工作原理例2(多选)电子枪发射出的电子打在荧光屏上时，会在那里产生一个亮斑，如果在荧光屏上得到如图4所示的亮斑p，那么示波管中的()图4a.极板x应带正电 b.极板x应带正电c.极板y应带正电 d.极板y应带正电答案bc例3(多选)图5中(1)所示是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直偏转电极yy、水平偏转电极xx和荧光屏组成.电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点，不加任何电压时，电子打在荧光屏中心.若亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏上看到一条亮线.现在加上频率较高的偏转电压，则()图5a.如果只在偏转电极xx上加上如图(2)所示的电压，应观察到一条水平亮线b.如果只在偏转电极yy上加上如图(3)所示uumsin t的电压，应观察到一条正弦曲线如图(4)所示c.如果在偏转电极yy上加上如图(3)所示uumsin t的电压，同时在偏转电极xx上加上如图(2)所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图(5)所示d.如果在偏转电极yy上加上如图(3)所示uumsin t的电压，同时在偏转电极xx上加上如图(2)所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图(4)所示答案ad解析如果在偏转电极xx上加上题图(2)所示的电压，应观察到一条水平的亮线，故a正确；如果只在偏转电极yy上加上题图(3)所示uumsin t的电压，则在水平方向不运动，只在竖直方向偏转，应观察到一条竖直的亮线，故b错误；如果在偏转电极yy上加上题图(3)所示uumsin t的电压，同时在偏转电极xx上加上题图(2)所示的电压，因题图(2)中的电压为单一方向上，则形成的图像只在o点的一侧如题图(4)所示，故c错误，d正确.1.(示波器的使用)在“练习使用示波器”的实验中，关于竖直位移旋钮和y增益调节旋钮的作用，下列说法正确的是()a.竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的位置，y增益调节旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度b.竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度，y增益调节旋钮用来调节图像在竖直方向的位置c.竖直位移旋钮和y增益调节旋钮都是用来调节图像在竖直方向的位置的d.竖直位移旋钮和y增益调节旋钮都是用来调节图像在竖直方向的幅度的答案a解析竖直位移旋钮可以调节图像在屏幕竖直方向的位置，使观察的信号位于屏幕中央，y增益调节旋钮则用来调节图像在竖直方向的幅度，故a正确，b、c、d错误.2.(示波器的使用)某学生在做“练习使用示波器”的实验时，将衰减调节旋钮拨到“”挡，将扫描范围旋钮拨到10100 hz挡，然后再调节扫描微调旋钮，当示波器荧光屏上出现两个完整的正弦波形时，其频率为()a.10 hz b.25 hzc.50 hz d.100 hz答案b解析由示波器的工作原理知，当把衰减调节旋钮调到“”挡时，是由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的50 hz的交流电压，当扫描频率也等于50 hz时，荧光屏上应出现1个完整的正弦波形，现在荧光屏上出现两个完整的正弦波形，扫描频率应是交流信号电压变化频率的一半，所以扫描频率应是25 hz.3.(示波器的使用)在“练习使用示波器”实验中，某同学将衰减调节旋钮置于最右边的“”挡，扫描范围旋钮置于“外x”挡，“x输入”与“地”之间未接信号输入电压，他在示波器荧光屏上看到的图像可能是下列图中的()答案b4.(用示波器显示外加信号的波形)用示波器观察交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形(如图6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()图6a.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增益调节旋钮答案c解析调节扫描微调旋钮，减小扫描电压的频率，也就增大了其周期，而信号电压的频率不变，所以在扫描的一个周期内显示的完整波形个数增多.调节y增益调节旋钮即可使波形幅度增大，故c正确.5.(用示波器显示外加信号的波形)(多选)示波管的内部结构如图7甲所示，如果在偏转电极xx、yy之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心，如果在偏转电极xx之间和yy之间加上图丙所示的几种电压，荧光屏上可能会出现图乙中(a)、(b)所示的两种波形.则()图7a.若xx和yy分别加电压(3)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形b.若xx和yy分别加电压(4)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形c.若xx和yy分别加电压(3)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形d.若xx和yy分别加电压(4)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形答案ac解析若xx和yy分别加电压(3)和(1)，则横轴自左向右移动，纵轴按正弦规律变化，荧光屏上可以出现如题图乙(a)所示波形，选项a对.若xx和yy分别加电压(4)和(1)，则横轴不变，即波形只在纵轴上，不管纵轴上面波形如何变化始终只能在横轴出现一条线，题图乙(a)、(b)都不可能出现，选项b错.若xx和yy分别加电压(4)和(2)荧光屏上出现两亮点，选项d错.若xx和yy分别加电压(3)和(2)，荧光屏上可出现如题图乙(b)所示波形，则选项c对.6.(示波器的使用)在“练习使用示波器”的实验中：(1)为观察亮斑在竖直方向上的偏移，应该将扫描范围旋钮置于“外x”挡，使亮斑位于屏的_，然后，应把“dc”“ac”开关置于_位置，以给示波器输入一个直流电压.(2)为给示波器输入一个y方向的直流电压(要求电压从零开始逐渐增加)，请将图8中器材与示波器连成正确的电路.图8(3)如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右的移动图形，现要使它在水平方向出现一条直线的方法是()a.逆时针旋转辉度调节旋钮b.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，减小扫描频率c.调节衰减旋钮d.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率(4)若在示波器的“y输入”和“地”之间加上如图9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列图中的()图9答案(1)