高中物理 第2章 交变电流 3 示波器的使用同步备课课件 教科版选修32.ppt

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 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 认识示波器 如图1所示为编号对应的旋钮名称及作用如下 1 电源开关 2 电源指示灯 开启 进行预热 指示灯亮 3 辉度调节旋钮 用来调节图像 图1 4 调节旋钮5 辅助调节旋钮 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 亮度 电源开关 聚焦 聚焦 图1 6 竖直位移旋钮7 水平位移旋钮 这两个旋钮可以分别调节图像的和位置 8 y增益调节旋钮9 x增益调节旋钮 这两个旋钮可以分别调节图像在y方向和x方向的 10 调节旋钮 最右边的 符号表示机内提供信号 11 扫描范围旋钮 用来调节扫描电压的范围 其中最右边的 外x 挡是指使用输入的扫描电压 水平 垂直 幅度 正弦交流 衰减 频率 外部 图1 12 扫描微调旋钮 在范围内调节扫描频率 13 外部信号输入端 包括 x输入 和 三个接线柱 其中 是公共端 14 选择开关 dc 代表 ac 代表 15 选择开关 选定扫描 y输入 地 地 交直流 直流 交流 同步极性 二 使用示波器 1 打开示波器电源开关后 为什么要预热1 2分钟后再开始使用 答案 示波管中的电子枪需要预热 才有电子发射出来 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 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 超出屏幕范围 不加扫描电压 使图像在水平中央位置 观察亮斑及亮斑移动 1 看亮斑 辉度旋钮逆时针转到底 竖直位移和水平位移旋钮旋到 扫描范围旋钮置 外x 挡 辉度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 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 调节旋钮和旋钮 使亮斑最圆最小 调节 和旋钮观察亮斑上下和水平移动 中间 中间 水平位移 聚焦 辅助聚焦 竖直位移 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 扫描微调到逆时针转到底 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 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 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 水平位移 或写为 图2 辉度 或写为 聚焦 或写 为 竖直位移 或写为 2 题型探究 一 对示波器原理的理解 例1 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3所示的亮斑p 那么示波管中的a 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 图3 答案 例2 多选 图4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4 a 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u umsin t的电压 应观察到一条正弦曲线如图 4 c 如果在偏转电极yy 上加上如图 3 所示u umsin t的电压 同时在偏转电极xx 上加上图 2 所示的电压 应观察到一条正弦曲线如图 5 d 如果在偏转电极yy 上加上如图 3 所示u umsin t 同时在偏转电极xx 上加上图 2 所示的电压 应观察到一条正弦曲线如图 4 答案 解析 如果在偏转电极xx 上加上如图 2 所示的电压 应观察到一条水平的亮线 故a正确 如果只在偏转电极yy 上加上如图 3 所示u umsin 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 上加上如图 3 所示u umsin t的电压 同时在偏转电极xx 上加上图 2 所示的电压 因图 2 中的电压为单一方向上 则形成的图像只在o点的一侧为图 4 故c错误 而d正确 二 使用示波器 例3用示波器观察频率为900hz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5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 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5 竖直位移 或 衰减 y增益 答案 解析 屏幕上的波形位置偏上 应该调节 竖直位移 或调节 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 图5 答案 解析 扫描范围 1000挡 扫描微调 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900hz的正弦电压的频率 首先应将 扫描范围 旋钮置于 1000 挡的位置 然后调节 扫描微调 旋钮 使扫描频率达到900hz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 水平位移旋钮和x增益 y增益之间区别 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 注意衰减和y增益之间的关系 衰减是大幅度调节振幅 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900hz 则先把扫描范围旋钮打在1000hz处 再调节扫描微调旋钮使频率在1000hz左右小范围变动 可调到900hz 达标检测 3 1 在 练习使用示波器 的实验中 关于竖直位移旋钮和y增益旋钮的作用 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增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的幅度的 答案 解析 1 2 3 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 1 2 3 2 多选 如图6所示 利用示波器观察亮斑在竖直方向的偏移时 下列做法正确的是a 示波器的扫描范围应置于 外x 挡b dc ac 开关应置于 dc 位置c 当亮斑如图乙所示在a位置时 将图中滑动变阻器滑动触头向左移动 则a点下移d 改变图甲电池的极性 图乙的亮斑将向下偏移 答案 解析 图6 1 2 3 因竖直方向有偏转 水平方向无偏转 所以示波器的扫描范围应置于 外x 挡 故a正确 应输入直流电信号 b正确 改变电源极性 偏转方向也反了 故d正确 滑动变阻器触头向左移动 电阻r变大 由闭合电路欧姆定律可得输入的电压也变大 偏转位移变大 a点向上移 故c错误 1 2 3 3 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 答案 解析 中心 dc 1 2 3 把扫描范围旋钮置于 外x 挡 调整水平位移 竖直位移旋钮 使亮斑位于屏的中心 然后 应把 dc ac 开关置于 dc 位置 以给示波器输入一个直流电压 电路的连接要求符合电压是从零开始逐渐增加的 故 y输入 端电势要比接 地 端电势高 当图形自左向右移动 若速度更快 便可成为一条亮线 故应增加扫描频率 在 y输入 与 地 之间加一恒定电压 扫描范围旋钮置于 外x 挡时 在光屏上出现的是竖直方向上的一个亮斑 c正确 1 2 3 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7中器材与示波器连成正确的电路 答案 图7 1 2 3 3 如果在示波器荧