实验：练习使用示波器波.ppt

实验 练习使用示波器对于本实验 较多同学往往存在认识上的不足 认为本实验就是要记住各旋钮的作用 靠背诵 实际上只有在清楚地理解示波管的原理 各旋钮与示波管内偏转电压的关系的前提下 才能真正地掌握各旋钮的功能 掌握示波器的使用方法 知识梳理一 实验目的1 了解示波器面板上各个旋钮和开关的名称和作用 练习使用示波器 2 利用示波器观察波形 3 了解示波器的工作原理 二 实验原理1 如图65 1所示 示波器的核心部件是示波管 它由电子枪 偏转电极和荧光屏组成 管内抽成真空 三 实验器材示波器 滑动变阻器 学生电源 开关 导线若干 四 实验步骤 4 实验步骤参照图65 2 1 观察荧光屏上的亮斑并进行调节 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 1000 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 旋转垂直位移旋钮 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 2 观察扫描并进行调节 1 把X增益旋钮顺时针转到处 扫描微调旋钮逆时针转到底 扫描范围旋钮置于 10 100 挡 可看到亮斑移动的情况 2 顺时针旋转扫描微调旋钮 可看到亮斑移动加快 直至成为一条亮线 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 按如图65 3所示连接电路 3 将滑动变阻器的滑片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 4 观察按正弦规律变化的电压图象 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 5 关机将灰度调节旋钮逆时针转到底 再断开电源开关 五 实验注意事项1 示波器属热电子仪器 要避免频繁开机 关机 否则易损坏仪器 2 屏上亮斑 或图线 不能过亮 且不应使光斑长时间停留在某点 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 题型方法例实验中 某同学欲按要求先在荧光屏上调出亮斑 为此 他进行了如下操作 首先将灰度调节旋钮逆时针转到底 竖直位移和水平位移旋钮任意转到某位置 衰减调节旋钮置于 1000 挡 扫描范围旋钮置于 外X 挡 然后打开电源开关 指示灯亮 过2min后 顺时针旋转灰度调节旋钮 结果屏上始终无亮斑出现 示波器完好 那么 他应再调节下列哪个旋钮才有可能在屏上出现亮斑 A 竖直位移旋钮B 水平位移旋钮C 聚焦调节旋钮D 辅助聚焦旋钮 解析 对于此类题目 要求对示波器的操作过程要比较熟悉 对于示波器的操作 主要在于怎样调节出亮斑 怎样调节出正弦曲线 怎样使图线处于屏幕中间位置 因为聚焦调节旋钮和辅助聚焦旋钮是在出现了亮斑后进行调节 而本题并未出现亮斑 因此可能是出现亮斑的位置没有在屏幕上 因此答案为A B 答案 AB方法概述在面板上众多的旋钮中 以下两对旋钮的功能较为复杂 1 衰减 与 增益 这一对旋钮用于调节加在y方向上的偏转电压的大小或峰值 其中 是不连续衰 减外接信号的大小或峰值 表示示波器内部提供的y方向的正弦电压 Y增益 可连续调节外接或内部正弦信号 2 扫描范围 与 扫描微调 这一对旋钮用于调节x方向上扫描电压的频率 是内部提供扫描信号的频率范围 旋钮打在这些位置上时 外X 表示此时加在x方向偏转极板上的是外接信号 要与 扫描微调 结合使用来调节x方向上的扫描电压的频率 13 例 2008北京 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 如右图所示 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 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 解析 考查示波器的基本使用 使波形幅度增大应调整Y增益旋钮 排除A B两项 使显示屏上显示波形的波长数增加 应调整扫描微调旋钮 C项正确 答案 C 14 例 在 练习使用示波器 的实验中 1 为了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 以备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 要求从零电压开始逐渐增加 请将如图甲所示的器材与示波器连成正确的是电路 3 调节变阻器改变输入电压 可以看到亮斑向上的偏移随之改变 电压越高 向上的偏移越 调换电池正负极 改变输入电压 可以看到亮斑向 偏移 15 解析 1 扫描范围旋钮置于 外X 时 机内不提供x方向的扫描电压 故亮斑仅出现在屏的中心 然后 应把 DC AC 开关置于直流 DC 位置 以备给示波器输入一个直流电压 2 因输入电压要从零开始逐渐增加 所以示波器应接在分压电路上 所以实验时仪器连接应如图乙所示 乙 16 3 若再加大Y向电压 则亮斑会加大其在竖直方向的位移 即电压越高 向上的偏移越大 调换电池正 负极后 亮斑向下偏移 答案 1 中央位置DC 2 如图乙所示 3 大下12 某雷达站正在跟踪一架向雷达站飞来的飞机 在某一时刻从雷达站发出无线电波到接收到飞机反射的无线电波历时t1 2 00 10 4s 经 t 10s后 从雷达站发出无线电波到接收到飞机反射的无线电波历时t2 1 86 10 4s 求该飞机的速度大小 解析 设飞机在某一时刻距离雷达的位移为s1 则 s1 3 00 104m设飞机在10s后距离雷达的位移为s2 则 变式训练变式训练用示波器观察某交变电压信号时 发现屏上不能形成稳定的正弦波 那么 怎样调节才能使图象稳定呢 解析 屏上的图象不稳定 说明聚焦调节旋钮与位移调节旋钮应处于正常状态 应是扫描电压的频率与待观察电压的频率不匹配引起的 因此需要调节扫描范围旋钮 答案 先将扫描范围旋钮置于合适位置 再调节扫描微调旋钮体验成功1 在示波器的荧光屏上发现水平方向有一亮斑自左向右移动 要使它在水平方向出现一条亮线的办法是 A 顺时针旋转灰度调节旋钮 B 调节衰减旋钮C 调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮 增大扫描频率D 调节Y增益旋钮 答案 C2 在观察按正弦规律变化的电压图象时 只看到一的旋钮是个完整的正弦波形 现欲在荧光屏上看到三个正弦波形 应调节 A 扫描范围旋钮B 扫描微调旋钮C 衰减旋钮D X增益旋钮 答案 B3 图65 5为示波器的面板 一位同学在做 练习使用示波器 的实验时 进行了如下的操作 图65 5 1 打开电源后 首先在屏上调出一个最圆最小的亮斑 但亮斑位于屏上的左上角 若想将这个亮斑调到屏幕的正中央 他应该调节 和 旋钮 填旋钮对应的数字 2 为了观察示波器的水平扫描作用 他调节相应的旋钮 看到屏上的亮斑从左向右移动 到达右端后又很快回到左端 之后 他顺时针旋转扫描微调旋钮以增大扫描频率 此时屏上观察到的现象是 3 为观察按正弦规律变化的电压的图象 他把扫描范围旋钮置于左边手第一挡 10Hz 100Hz 要由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压 他应将 旋钮 填旋钮对应的数字 置于 挡 解析 1 将左上角的亮斑调到屏幕正中央 调节竖直位移 和水平位移 旋钮6 7即可 2 增大扫描频率后 亮斑移动逐渐变快 最后亮斑成为一条亮线 3 要观察到清晰的正弦曲线 将扫描范围置于左边第一挡后 再将衰减旋钮置于 挡 即调节器10置于 挡 答案 1 67 2 出现一条亮线 3 即10 衰减旋钮 4 2009年山西名校联考 图65 6是示波管的原理图 它由电子枪 偏转电极 XX 和YY 荧光屏组成 管内抽成真空 给电子枪通电后 如果在偏转电极XX 和YY 上都没有加电压 电子束将打在荧光屏的中心O点 在那里产生一个亮斑 下列说法正确的是 A 要想让亮斑沿OY向上移动 需在偏转电极YY 上加电压 且Y 比Y电势高B 要想让亮斑移到荧光屏的右上方 需在偏转电极XX YY 上加电压 且X比X 电势高 Y比Y 电势高C 要想在荧光屏上出现一条水平亮线 需在偏转电极XX 上加特定的周期性变化的电压 扫描电压 D 要想在荧光屏上出现一条正弦曲线 需在偏转电极XX 上加适当频率的扫描电压 在偏转电极YY 上加按 正弦规律变化的电压图65 6 解析 要想让亮斑沿OY向上移动 需在偏转电极YY 上加电压 且电子受到的电场力向上 由于电子带负电 则Y比Y 电势高 A错 要想让亮斑移到荧光屏的右上方 需在偏转电极XX YY 上加电压 在XX 方向向右偏 X比X 电势高 在YY 方向向上偏 Y比Y 电势高 B正确 由以上分析的示波管示波原理可知C D正确 答案 BCD 5 湖南省八校2010年联考 1 使用示波器时 若要测量外部交流电压信号 应将信号输入线接在 和 接线柱上 这时 衰减 旋钮不能置于 扫描范围 不能置于 挡 若信号水平方向的幅度过小或过大 应该用 旋钮进行调整 若信号图象过于偏于屏幕下方 应该用 旋钮进行调整 2 某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图象时 他将扫描范围旋钮置于第一挡 10Hz 100Hz 把衰减调节按钮置于 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65 7甲所示的正弦曲线 后来他又进行两步调节 使图象变成如图65 7乙所示的曲线 这两步调节可能是 图65 7A 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 解析 1 Y输入 接线柱 X输入 接线柱和 地 接线柱分别是竖直方向 水平方向和公共接地的输入 接线柱 测量外部交流电压信号时 水平方向使用的是机内自行提供的扫描电压 所以应将待测信号输入线接在 Y输入 接线柱和 地 接线柱上 这时 衰减 旋钮不能置于 否则竖直方向是由机内自行提供的按正弦规律变化的交流电压 扫描范围 不能置于 外X挡 因为使用这一挡时机内没有扫描电压 水平方向的电压应从外部输入 若信号水平方向的幅度过小或过大 应该用 X增益 旋钮进行调整 若信号图形过于偏于屏幕下方 应该用 竖直位移 旋钮进行调整 2 同步 是一个选择开关 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 图甲中被测信号正半周起同步变为图乙中扫描由负半周起同步 可见同步极性选择开关由 位置变成 位置 Y增益 和 X增益 旋钮 分别用来调整图象在竖直方向和水平方向的幅度 顺时针旋转时 幅度增大 图乙和图甲相比 竖直方向的幅度变大 所以一定顺时针方向调节了Y增益旋钮 综上所述 D答案正确 答案 1 Y输入和 地 外X挡 X增益 竖直位移 2 D 金典 预测演练经典创新展望高考1 下列说法中 不符合物理学史实的是 A 最早发现电和磁有密切联系的科学家是安培B 电磁感应现象是法拉第发现的C 建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦D 最早预见到有电磁波存在的科学家是麦克斯韦 解析 最早发现电和磁有密切联系的科学家是丹麦物理学家奥斯特 A正确 答案 A2 关于电磁波传播速度的表达式v f的结论中 正确的是 A 波长越大 传播速度就越大B 频率越高 传播速度就越大 C 发射能量越大 传播速度就越大D 电磁波的传播速度与传播介质有关 答案 D3 下列关于电磁波的叙述中 正确的是 A 电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B 电磁波在任何介质中的传播速度均为3 108m sC 电磁波由真空进入介质传播时 波长变短D 电磁波不能产生干涉 衍射现象 答案 AC4 要接收到载有信号的电磁波 并通过耳机发生声音 在接收电路时必须经过下列过程中的 A 调幅B 调频C 调谐D 检波 答案 CD 5 雷达是利用无线电波的回波来探测目标的方向和距离的一种装置 雷达的天线犹如喊话筒 能使电脉冲的能量集中向某一方向发射 接收机的作用则与人耳相仿 用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波 测速雷达主要是利用多普勒效应原理 可由回波的频率改变数值 计算出目标与雷达的相对速度 以下说法不正确的是 A 雷达发射的是不连续的电磁波B 雷达用的是微波波段的无线电波C 目标离雷达天线而去时 反射信号频率将高于发射的信号频率D 目标向雷达天线靠近时 反射信号频率将高于发射信号频率 解析 与机械波的多普勒效应一样 当波源与接收者 反射物 相互远离时 接收 反射 信号的频率变小 答案 C6 如果在示波管的X X 上加上ux t信号 Y Y 上加上uy t信号 如图甲 乙所示 则在屏幕上看到的图形是图丙中的 解析 因为Y轴上所加的是正弦电压 荧光屏上显示的亦为正弦电压 且只显示一个完整的正弦图象 由图甲 乙可知X Y轴上所加电压的周期相同 当t 0时 X轴上负向电压最大 Y轴上电压为零 此时电子应在荧光屏的最右端 此后由于Y轴上加了正向电压 由运动的合成可知 荧光屏上显示的应为正弦函数图象 答案 A7 在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 10Hz 100Hz 把 衰减 旋钮置于 挡 再调节 扫描微调 旋钮 屏上便出现完整的正弦曲线 如图甲 乙所示 则下列关于同步极性选择的说法正确的是 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 答案 BC8 有两部手机A和B A的号码为12345678900 B的号码为12345678901 当用手机A 或B 拨打B 或A 的号码时 既能听到手机B 或A 的叫声 又能看到B 或A 的显示屏上显示出A 或B 的号码 现将手机A放到一个透明 的玻璃罩内 并将其内部抽成真空 再用手机B拨打号码12345678900 则下列说法正确的是 A 既能听到A的叫声 又能看到A的显示屏上显示出12345678901B 能听到A的叫声 但不能看到A的显示屏上显示出12345678901C 不能听到A的叫声 但能看到A的显示屏上显示出12345678901D 既不能听到A的叫声 也不能看到A的显示屏显示出号码 解析 A能接收呼叫信号 故显示屏显示12345678901 但由于处在真空中 故喇叭不能形成声波 答案 C 9 德国 世界报 曾报道个别西方国家正在研制电磁脉冲武器即电磁炸弹 若一枚原始脉冲功率为10千兆瓦 频率为5kHz的电磁炸弹在不到100m的高空爆炸 它将使方圆400km2 500km2范围内的电场强度达到每米数千伏 使得电网设备 通信设施和计算机的硬盘和软盘均遭到破坏 电磁炸弹有如此强大的破坏力的主要原因是 A 电磁脉冲引起的电磁感应现象B 电磁脉冲产生的动能C 电磁脉冲产生的高温D 电磁脉冲产生的强光 解析 导体接收电磁波就是电磁感应的过程 答案 A 10 示波器的 Y输入 端内阻很大 用它测量电压对被测电路的影响很小 图示为示波器测电压的示意图 假设各旋钮经调节后 示波器显示屏上纵坐标为0 50伏 格 横坐标借助标准信号源将它校准为1毫秒 格 则图中被测正弦式交变电流的电压最大值为 V 频率为 Hz 假设将衰减旋钮从 100 调至 10