高中物理选修关于示波管的教学

关于示波管的教学一、偏转电极上加稳定的电压，荧光屏上出现什么现象？若在水平偏转电极XX′加电压U，在竖直偏转电极YY′上不加电压、电子束穿过偏转电极XX′的偏转位移X跟电压U成正比。电压一定，偏转位移也一定，那么电子束打在荧光屏上的位置不发生变化，在荧光屏上出现一个稳定的亮斑。如图一所示，亮斑坐标为（x，o）。若在XX′电极上不加电压，在YY′电极上加电压U。则电子束沿竖直方向偏转的位移一定，在荧光屏上出现一个稳定的亮斑。如图二所示。亮斑的坐标为（o，y）。若在XX′和YY′上同时都加电压U，则电子束既要在水平方向偏移，又要在竖直方向偏移，亮斑的位置如图三的A点（x，y）。若在XX′和YY′上同时都加-U，亮斑的位置如图三的B点（-x，-y）。在XX′上加-U，在YY′上加U，亮斑的位置如图三的D点（-x，y）。根据这个规律可以利用示波器测未知电压。二、在YY′电极上不加电压，在XX′电极上加如图四所示Ux随时间跳跃变化的电压，在荧光屏出现什么现象？根据Ux随时间的变化知在t1-0时间内，电子束打在荧光屏上的原点。当电压跳跃到U1后在t2—t1时间内电子束的偏转位移为x1，打在荧光屏上的位置由原点突然移到x1。当电压又跳跃到U2时，电子束打在荧光屏上的位置又突然移到x2，……。可见当电极上的电压跳跃增大时，电子束打在荧光屏上的亮斑由原点沿x轴正方向向x1、x2、……跳跃移动。如图四所示。三、在YY′电极上不加电压，在XX′电极上加如图三中Ux从-U均匀变化到U的电压，荧光屏上出现什么现象？若这个电压周期性地反复变化呢？当XX′电极上加从-U均匀变化到U的电压时，电子束的偏转位移从-x均匀变化到x，电子束打在荧光屏上的位置从-x匀速地移动x。当电压再从第2个周期的-U均匀变化到U时，电子束打在荧光屏上的位置又从-x匀速地向x移动，如果电压周期性地如此变化下去，则电子束就反复地从-x匀速移动到x。这时荧光屏上出现一个长为-x到x的稳定亮条。如图五所示，电子束沿x轴由左向右匀速地移动叫做扫描。这种加在偏转电极上使电子束产生扫描的电压叫做扫描电压。从-x扫描到x所用的时间叫做周期。四、在XX′电极上不加电压，在YY′电极上加如图五所示的正弦规律变化的电压Uy，荧光屏上出现什么现象？这时电子束沿Y轴的偏转位移也将随时间按正弦规律变化。电子束打在荧光屏上的位置将由原点沿正Y方向增大到y2，再由y2回到原点，又由原点沿负Y方向变化到-y2，再由-y2回到原点，电子束沿Y轴在-y2与y2之间作简谐振动。振动周期与电极上所加正弦电压的周期相同。荧光屏出现的是一条沿Y轴由-y2到y2的稳定亮条。偏转电极电压，电子束的位移、电子束打在荧光屏上的位置在各对应时刻的关系如图六所示。五、在YY′电极上加正弦规律变化的电压，在XX′电极上加从-U到U均匀变化的电压，两电压同时开始，周期相同，在荧光屏上出现什么现象？这时电子束既要沿Y轴作简谐振动，又要沿X轴从左向右匀速移动。电子束在一个周期内各时刻打在荧光屏上的位置和两个电极上电压瞬时值的对应关系如图七所示。它在荧光屏上显示出正弦图象，跟YY′电极上所加电压的变化规律相同。使Uy和Ux起始时刻相同，在荧光屏上能出现稳定图象的