20172018学年同步备课套餐物理教科版选修32讲义第2章交变电流3

示波器的使用[学习目标]1.认识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[知识梳理]如图1所示为编号对应的旋钮名称及作用以下：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．辉度调理旋钮：用来调理图像亮度．4.聚焦调理旋钮二者配合使用，可使打到荧光屏上的电子束汇聚成一个小亮斑.5.辅助聚焦调理旋钮6.竖直位移旋钮这两个旋钮可以分别调理图像的竖直和水平地点.7.水平位移旋钮8.Y增益调理旋钮这两个旋钮可以分别调理图像在Y方向和X方向的幅度.9.X增益调理旋钮10．衰减调理旋钮：最右侧的“”符号表示机内供给正弦交流信号．11．扫描范围旋钮：用来调理扫描电压的频率范围，此中最右侧的“外X”挡是指派用外面输入的扫描电压．12．扫描微调旋钮：在选定扫描范围内调理扫描频率．13．外面信号输入端：包含“Y输入”、“X输入”和“地”三个接线柱，此中“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、使用示波器[导学研究](1)打开示波器电源开关后，为何要预热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)调理亮斑前，为何要先把辉度调理旋钮反转究竟？竖直、水平位移旋钮调到中间地点？衰减调理旋钮置于最高挡？扫描范围旋钮置于“外X”挡？答案省得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，使图像在水平中央地点．[知识梳理]观察亮斑及亮斑挪动(1)看亮斑：辉度旋钮逆时针转究竟，竖直位移和水平位移旋钮旋到中间，扫描范围旋钮置“外”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，后边可慢慢调理到较适合亮度．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此刻屏幕上，而不会跑到屏幕外．亮斑出现了，调理聚焦旋钮和辅助聚焦旋钮，使亮斑最圆最小．调理水平位移和竖直位移旋钮观察亮斑上下和水平挪动．(2)观察亮斑挪动(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侧运动到右侧所用的时间，扫描频率则是一秒钟从左侧到右侧运动的次数．要看到是一个亮点运动，一定使频率小．当看到亮斑运动后，调理扫描微调旋钮，可看到亮斑运动得更快，最后变为了一条亮线．[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，应调理________旋钮．(2)若要屏上波形线条变细且边沿清楚，应调理______旋钮．(3)若要将波形曲线调至屏中央，应调理________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、对示波器原理的理解例1(多项选择)电子枪发射出的电子打在荧光屏上时，会在那边产生一个亮斑，假如在荧光屏上获得如图3所示的亮斑P，那么示波管中的()图

3A．极板C．极板

X应带正电Y应带正电

B．极板D．极板

X′应带正电Y′应带正电答案

BC例

2

(多项选择)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′和荧光屏构成．电子枪发射的电子打在荧光屏大将出现亮点，不加任何电压时，电子打在荧光屏中心．若亮点很快挪动，因为视觉暂留关系，能在荧光屏上看到一条亮线．此刻加上频率较高的偏转电压，则()图4A．假如只在偏转电极XX′上加上如图(2)所示的电压，应观察到一条水平亮线B．假如只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsinωt的电压，应观察到一条正弦曲线如图(4)C．假如在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsinωt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．假如在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsinωt，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AD分析假如在偏转电极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；假如只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsinωt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；假如在偏转电极YY′上加上如图(3)所示U＝Umsinωt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，应调理________旋钮．假如正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调理____________或____________旋钮，或这两个旋钮配合使用，以使正弦波的整个波形出此刻屏幕内．图5(2)如需要屏幕上正好出现一个完好的正弦波形，应将______旋钮置于______的地点，而后调节________旋钮．答案

(1)竖直位移

(或↑↓)

衰减

Y增益(2)扫描范围

1000

挡

扫描微调分析(1)屏幕上的波形地点偏上，应当调理“竖直位移”或调理“↑↓”旋钮使其向下挪动到屏幕中心；假如正弦波的正、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，应当调理“Y增益”旋钮使波幅减小，也许调理“衰减”旋钮使整个波形缩小；(2)假如需要屏幕上出现一个完好的正弦波形，则应使横向扫描频率等于900Hz的正弦电压的频率．第一应将“扫描范围”旋钮置于“1000”挡的地点，而后调理“扫描微调”旋钮，使扫描频率达到900Hz即可形成稳固的波形．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恰巧等于交变电压的周期，则在屏上出现一个完整正弦波形，假如交变电压周期的两倍，则出现两个完好波形．2．注意竖直位移旋钮、水平位移旋钮和X增益、Y增益之间差别：一个是调理均衡地点上下运动，一个是调理上下运动振幅．一个是调理水平扫描中心地点，一个是调理扫描幅度．3．注意衰减和

Y增益之间的关系，衰减是大幅度调理振幅，

1是不衰减，

10表示振幅变为本来的十分之一，

100表示变为本来的一百分之一．而

Y增益是较小范围调理振幅．注意扫描范围旋钮和扫描微调旋钮配合调理扫描频率，如要调到频率为

900Hz，则先把扫描范围旋钮打在

1000Hz

处，再调理扫描微调旋钮使频率在

1000Hz

左右小范围改动，可调到900Hz.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，以下说法正确的是()A．竖直位移旋钮用来调理图像在竖直方向的地点，Y增益旋钮用来调理图像在竖直方向的幅度B．竖直位移旋钮用来调理图像在竖直方向的幅度，Y增益旋钮用来调理图像在竖直方向的地点C．竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调理图像在竖直方向的地点的D．竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调理图像在竖直方向的幅度的答案A分析竖直位移旋钮可以调理图像在屏幕竖直方向的地点，使观察的信号位于屏幕中央，Y增益旋钮则用来调理图像在竖直方向的幅度，故A正确，B、C、D错误．2．(多项选择)如图6所示，利用示波器观察亮斑在竖直方向的偏移时，以下做法正确的选项是()图6A．示波器的扫描范围应置于“外X”挡B．“DC”、“AC”开关应置于“DC”地点C．当亮斑如图乙所示在A地点时，将图中滑动变阻器滑动触头向左挪动，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ABD分析因竖直方向有偏转，水平方向无偏转，因此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挪动，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．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，应当将扫描范围旋钮置于“外X”挡，使亮斑位于屏的________，而后，应把“DC”－“AC”开关置于________地点，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添)，请将图7中器械与示波器连成正确的电路．图7(3)假如在示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右的挪动图形，现要使它在水平方向出现一条直线的方法是()．逆时针旋转辉度调理旋钮．调理扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，减小扫描频率C．调理衰减旋钮D．调理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8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况是以下图中的()图8答案(1)中心DC(2)电路以以下图(3)D(4)C分析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．而后，应把“DC”－“AC”开关置于“DC”地点，以给示波器输入一个直流电压．电路的连接要求吻合电压是从零开始逐渐增添的，故“Y输入”端电势要比接“地”端电势高．当图形自左向右挪动，若速度更快，即可成为一条亮线，故应增添扫描频率．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．选择题(1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)1．示波器使用结束时应注意及时关机，关机的以下操作序次正确的选项是()．先断开电源开关，再将“辉度调理”旋钮逆时针转究竟．先断开电源开关，再将“辉度调理”旋钮顺时针转究竟C．先将“辉度调理”旋钮逆时针转究竟，再断开电源开关D．先将“辉度调理”旋钮顺时针转究竟，再断开电源开关答案C2．某学生在做“练习使用示波器”的实验时，将衰减旋钮拨到“”挡，将扫描旋钮拨到10～100Hz挡，而后再调理扫描微调旋钮，当示波器荧光屏上出现两个完好的正弦波形时，其频率为()A．10HzB．25HzC．50HzD．100Hz答案B分析由示波器的工作原理知，当把衰减旋钮调到“”挡时，是由机内供给竖直方向的按正弦规律变化的50Hz的交流电压，当扫描频率也等于50Hz时，荧光屏上应出现1个完好的正弦波形，此刻荧光屏上出现两个完好的正弦波形，扫描频率应是交流信号电压变化频率的一半，因此扫描频率应是

25Hz.3．用示波器观察交流信号时，在显示屏上显示出一个完好的波形

(如图

1所示)，经以下四组操作之一，使该信号显示出两个完好的波形，且波形幅度增大，此组操作是()图1A．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增益旋钮答案C分析调理扫描微调旋钮，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，因此在扫描的一个周期内显示的完好波形个数增加．调理Y增益旋钮即可使波形幅度增大，故C正确．4．在“练习使用示波器”实验中，某同学将衰减调理旋钮置于最右侧的“”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以下图中的()答案B5．示波管的结构中有两对相互垂直的偏转电极XX′和YY′，若在XX′上加上如图2甲所示的扫描电压，在YY′上加上如图乙所示的信号电压，则在示波管荧光屏上看到的图形是以下选项中的()图2答案C6．若将变压器输出的交流信号按图3所示与示波器连接，对示波器调理后，在荧光屏上出现的波形应为以下选项中的()图3答案C分析因二极管拥有单导游电性，一个周期内只有半个周期有电压经过，故只有C选项正确．7．关于示波器上交直流选择开关“DC”和“AC”，以下说法中正确的选项是()A．输入直流信号，置于“DC”或“AC”均有信号进入示波器B．输入交流信号，置于“DC”或“AC”均有信号进入示波器C．输入直流信号，置于“DC”有信号进入示波器D．输入交流信号，置于“AC”有信号进入示波器答案CD8．在“练习使用示波器”实验中，某同学欲按要求先在荧光屏上浮出亮斑，为此，他进行了以下操作：第一经辉度调理旋钮逆时针转究竟，竖直位移旋钮和水平位移旋钮转到某地点，将衰减调理旋钮置于1000挡，扫描范围旋钮置于“外X”挡．而后打开电源开关(指示灯亮)，过2min后，顺时针旋转辉度调理旋钮，结果屏上一直无亮斑出现(示波器完满)．那么，他应再调理以下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．聚焦调理旋钮D．辅助聚焦调理旋钮答案AB分析由题意知示波器的偏转电极YY′与XX′上都没加电压，亮斑应在屏的中央，若不在中央(或没有亮斑)应调理竖直位移旋钮和水平位移旋钮．9．在观察按正弦规律变化的电压图线时，只看到一个完好的正弦波形，现想在荧光屏上看到3个正弦波形，应调理()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AB分析当只看到一个完好的正弦波形时，扫描电压的频率等于信号的频率，要想看到3个正弦波形，则一定减小扫描电压的频率，故需调理扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，选A、B.10．示波管的内部结构如图4甲所示，假如在偏转电极XX′、YY′之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心，假如在偏转电极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4A．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