2024-2025学年高中物理第二章交变电流3示波器的使用教案教科版选修3-2

PAGE9-练习运用示波器课题练习运用示波器教化教学目标(学问与技能、过程与方法情感看法与价值观)

1）

知道示波器面板上各按钮的名称及功能；了解示波器的工作原理；

驾驭示波器的基本调整方法；可以用示波器测量电学中的一些物理量；能解决简洁的物理问题。

2）

从示波器的实际运用引发学生学习爱好；再采纳讲授法介绍试验目的、器材及示波器原理示波器。在试验整个过程不断提出问题可加深学生对示波器的理解也学会运用。

3）

通过试验的演示，让学生体验示波器运用的试验过程，产生主动的情感体验；通过运用示波器提问解决实际物理问题来提高他们的爱好。教学重

点难点教学重点

：示波器面板上各个旋钮的名称和作用、运用示波器视察波形及试验留意事项。

教学难点：示波器试验原理的理解，用示波器去分析解决实际物理问题。教学策略及创建性教学的设

计教法选择、学法指导：预习→探讨→进行试验→解决问题→归纳。

2.

试验器材：学生示波器、干电池、滑动变阻器、电键、导线等。

3．教学课件：示波器面板课件、模拟电压波形图等等。

教学内容（包括德育渗透、教学方法、教学手段、学法指导等）分析、评价反思、体会导入新课

示波器是一种常用的电子仪器，它能干脆视察探讨各种电信号随时间变更的状况，比如：振动、温度、光等等随时间的变更，可以通过各种传感器转化成电压的变更，然后用示波器来探讨，因而示波器是进行科学探讨以及检测、修理各种电子仪器的重要工具。

问题1：声音是由物体振动时产生的，如何用示波器观测声音信号?

解析：用话筒将声音信号转化为电信号，再输入给示波器，这种就可以用示波器观测声音信号了。

新课教学

一、试验目的

1．了解示波器的原理。2．知道示波器面板上各个旋钮的名称和作用。

3．会运用示波器视察交变电压的波形。

二、试验器材

学生示波器、干电池、滑动变阻器、电键、导线等。

三、试验原理

1．示波器的构造和工作原理

（1）示波器的构造

示波器的核心部分是示波管，它由电子枪、偏转电极和荧光屏三部分组成，管内抽成真空，如图所示。

（2）示波器的工作原理

示波管内的电子枪放射电子，电子被加速电场加速后，进入竖直、水平的两对偏转电极，当两对电极都没有加电压时，电子束将沿直线运动打在荧光屏，在屏上出现亮点，若在x、y轴加上不同的偏转电压，电子将发生不同程度的偏转，然后打到荧光屏的，并在屏上不同位置出现亮点，可分下面四种状况，利用课件进行模拟：

①两偏转电极不加电压：电子作直线运动打在荧光屏的中心

②水平偏转电极加电压，竖直偏转电极不加电压：电子向水平偏转电极的正极偏转

③水平偏转电极不加电压，竖直偏转电极加电压：电子向竖直偏转电极的正极偏转

④两偏转电极同时加电压：电子将打在荧光屏的什么位置呢?提出问题介绍示波器的构造。

分析示波器的工作原理。问题2：电子枪放射出的电子打在荧光屏上时，会在那里产生一个亮斑，假如在荧光屏上得到如图所示的亮斑P，那么示波管中的

(

)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

（2）示波器波形的显示

如何把波形显示在示波屏上呢?

机械振动有一个试验演示过的沙斗试验，如图下左图所示，沙斗在y轴方一直回振动其漏出的细沙只能在一条线上，只有当一块薄板沿x轴方向匀速移动，振动着的沙斗漏出的细沙才在薄板上画出一正弦的曲线．

与该原理类似，在示波屏上要显示沟通电压信号的波形，也还须加一个沿x轴方向匀速运动的电压信号，为此在示波管中安装了扫描发生器，其目的是为了产生一个锯齿波，如图上右所示。

当水平偏转板上不加电压时，亮点在中心，若加上如图示的锯齿电压时，随着电压的增大，亮点从左向右移动，其次个周期中，同上移动，若周期

T

很小，由于眼睛的视觉暂留，在示波器屏幕上出现一条亮线。

当竖直偏转板上同时加如图示的正弦电压时，由位移的合成，若Tx

=

Ty则在示波器屏幕上出现一个正弦波。若Tx

=

nTy（

n为整数）则在示波器屏幕上出现n个正弦波。这就是示波器波形显示的原理。

四．试验步骤

1．相识示波器的面板

如图是J2459型示波器的面板，其各旋钮开关的名称、作用应熟识．

①辉度调整旋钮—用来调整像亮度

②聚焦调整旋钮

③协助聚集旋钮—两者协作运用使图线线条清楚

④电源开关

⑤指示灯

⑥竖直位移旋钮

⑦水平位移旋钮――分别用来调整图像在竖直和水平方向的位置

⑧Y增益旋钮

⑨X增益旋钮——分别用来调整图象在竖直和水平方向的幅度

⑩衰减旋钮——指加在偏转电极上的信号按开关上的倍率衰减．“∞”表示机内给竖直方向供应正弦变更的电压

⑾扫描范围旋钮——用来变更扫描电压的频率范围，扫描范围旋钮分第一挡(10Hz～100Hz)、其次挡(100Hz～1kHz)、第三挡(1kHz～10kHz)、第四挡(10kHz～100kHz)四档，其中的“外X”表示机内扫描发生器停止工作，机外输入的扫描信号“X输入”供应水平扫描。

⑿扫描微调旋钮——使扫描电压频率在选定范围内连续变更。

⒀Y输入、X输入、地――对应方向的输入接线柱和公共接地接线柱。

⒁交直流选择开关--"DC"表示直流，“AC”表示沟通，“AC”只能通过沟通信号，不能输入直流信号。

⒂同步极性开关：置“＋”时扫描发生器由被测信号正半周同步，置“－”时由负半周同步。

2．练习运用各种基本调整

(1)运用示波器在接通电源之前，应将开关或限制器置于适当位置，如下表：限制器或开关放置位置电源开关关(扳向下方)¤逆时针方向转究竟⊙

居中〇居中↓↑

居中←

→居中扫描范围外X扫描微调随意交直流选择开关随意衰减1000Y增益

逆时针方向转究竟Y输入，X输入，地不接

X增益逆时针方向转究竟同步开关随意(2)视察荧光屏上的亮斑的形态亮度并进行调整

老师提出试验要求：使亮斑居中且亮点最小亮度适中，如右图所示。在老师进行演示的基础上，指导学生根据试验流程，并进行试验。

屏上的辉度调至最低，竖直、水平位移旋钮居中，衰减倍率最大，扫描范围调至“外X”。

②打开电源，预热1～2分钟。

③调整辉度，使亮度适中。

④调整聚焦和协助聚焦，使亮斑最小。

⑤调整竖直位移、水平位移，使亮斑移动。

思索1：打开电源开关后，为什么要预热1—2分钟后再起先运用?

答：示波管中的电子枪须要预热，才有电子放射出来。

2．调整亮斑前，为什么要先把辉度旋钮反转究竟?

竖直、水平位移旋钮调到中间位置?衰减置于最高挡?扫描置于“外X”挡?

答：以免开机时亮度太大损坏示波管；使图象位于屏幕中心；使波形不要太大，超出屏幕范围；不加扫描电压，图象在水平中心位置。

具体操作：先把示波器的辉度调整旋钮反时针转究竟，竖直位移旋钮和水平位移旋钮旋转到中间位置，衰减调整旋钮置于最高挡，扫描范围旋钮置于“外X”挡．打开电源开关，指示灯亮，预热一两分钟后，顺时针旋转辉度调整旋钮．屏上即出现一个亮斑，亮斑的亮度要适中．留意不应使亮斑过亮，特殊是亮斑长时间停留在屏上不动时，应把亮度减弱，以免损伤荧光屏，削减示波管的运用寿命．旋转聚焦调整旋钮和协助聚焦调整旋钮，视察亮斑的变更，使亮斑最圆最小．旋转竖直位移旋钮，视察亮斑的上下移动．旋转水平位移旋钮，视察亮斑的左右移动。

问题3：如图所示，为示波器面板，其屏上显示了一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形？

(1)若要增大显示波形的亮度，应调整＿＿＿＿＿＿＿旋钮．

(2)若要屏上波形线条变细且边缘清楚，应调整＿＿＿＿＿＿旋钮．

(3)若要将波形曲线调至屏中心，应调整＿＿＿＿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←)

问题4：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：首先将辉度调整旋钮逆时针转究竟，竖直位移和水平位移旋钮转到某位置，将衰减调整旋钮置于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2

min后，顺时针旋转辉度调整旋钮，结果屏上始终无亮斑出现(示波器完好)．那么他应再调整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．聚焦调整旋钮

D.协助聚焦旋钮

答案：（AB）

(3)视察扫描并进行调整

老师提出试验要求:要使亮斑从左到右移动.亮线约为荧光屏宽度的1/2,让学生自行调试，老师引导学生先设计好试验流程。

试验流程如下：（老师归纳时投影）

①调整x增益至1/3处，扫描频率至最低，视察亮斑移动

②增大扫描频率，视察亮线

③调整X增益，视察亮线长度变更

具体操作：把X增益旋钮顺时针转到三分之一处，扫描微调旋钮反时针转究竟，扫描范围旋钮置于最低挡，可以看到扫描的情形：亮斑从左向右移动，到右端后又很快回到左端．顺时针旋转扫描微调旋钮以增大扫描频率，可以看到亮斑快速移动成为一条亮线．调整X增益旋钮，可以看到亮线长度的变更。

(4)

视察亮斑在竖直方向的偏移并进行调整

老师提出试验要求:

亮斑处于中心点的正上方如右图;②变更竖直电压,视察亮斑的移动;

③使亮斑处于中心点的正下方.

在老师提出试验要求①后，在老师根据如图所示的试验电路进行演示的基础上，指导学生根据试验流程进行调试试验。

试验流程如下：①扫描范围调整“外X”

②交直流开关置于“DC”位置

③输入直流电压视察亮斑的移动

④变更电压正负极，再次视察

具体操作：现在给竖直方向加一个直流电压，把扫描范围旋钮置于

“外X”挡，使亮斑位于屏的中心，把“DC、AC”开关置于“DC”位置。照图连接电路，直流电源用一两节干电池即可．逐步减小衰减挡，视察亮斑的向上偏移，再调整y增益使亮斑偏移一段适当的距离，调整变阻器变更输入电压，可以看到亮斑的偏移随着变更，电压越高，偏移越大。调换电池的正负极，变更输入电压的方向，可以看到亮斑改为向下偏移。

(5)视察正弦电压图线

老师提出试验要求:调出正弦电压图线.如右图所示.该试验步骤让学生自行调试，老师引导学生先设计好试验流程。

试验流程如下：（老师归纳时投影）

①扫描范围调至第一档，衰减调至“∞”

②调整扫描微调，屏上出现完整的正弦曲线．

③调整X、Y增益，使曲线变更

④转换同步极性，视察波形的变更

具体操作：把扫描范围旋钮置于第一挡(10Hz～100Hz)，把衰减调整旋钮置于“∞”挡，即由机内供应竖直方向的按正弦规律变更的电压，调整扫描微调旋钮，使屏上出现完整的正弦曲线。调整y增益和X增益，使曲线形态沿竖直或水平方向发生变更。把同步极性选择开关置于“+”位置，正弦曲线从正半周起先，如图甲所示．置于“－”位置，正弦曲线从负半周起先，如图乙所示。

问题5：

某学生用示波器视察按正弦规律变更的电压图象时，他将衰减旋钮置于“∞”档，将旋钮置于第一档（10—100Hz），把同步极性选择开关置于“+”位置，调整扫描微调旋钮，在屏幕上出现了如图甲所示的正弦曲线，后来他又进行了两步调整，使图象变成如图乙所示的曲线，这两步调整可能是（

）

A.

将衰减调整旋钮换档并调整标有“↑↓”的竖直位移旋钮

B.

将衰减调整旋钮换档并调整Y增益旋钮

C.

调整扫描范围旋钮和调整Y增益旋钮

D.

将同步极性选择开关置于“－”位置并调整Y增益旋钮

问题6：用示波器视察频率为900

Hz的正弦电压信号。把该信号接入示波器Y输入。

①当屏幕上出现如下图所示的波形时，应调整

＿＿钮。假如正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调整

钮或

钮，或这两个钮协作运用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。

②如须要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将

钮置于

位置，然后调整＿＿钮。

答案：①竖直位移

衰减

Y增益

②扫描范围

100－1K挡或其次挡(100Hz～1kHz)

扫描微调

五．留意事项

1．留意爱护荧光屏

①开机前或试验完毕前，把辉度调整旋扭逆时针转究竟。

②运用过程中不应使光斑过亮。

③光斑长时间不动时留意减小亮度。

2．留意爱护示波器电子管阴极：不频繁开机、关机，短时间不用时

不必关机，只需将辉度旋扭逆时针转究竟。

3．留意爱护电子管和分阻电压：Y轴输入电压不得超过400V。

4．示波器波形受外界干扰时，将机壳接地。

六．课堂小结

1.了解示波器的结构和原理。

2．相识了示波器面板上各个旋钮的名称和作用。

3.学会用示波器视察信号。

察荧光屏上的亮斑亮度并进行调整②视察扫描并进行调整

③视察亮斑在竖直方向的偏移并进行调整

④视察正弦电压图线

分析、评价反思、体会

课堂练习类比说明：示波器波形显示的原理。示波器的面板各旋钮开关的名称、作用用实物投影展示．接通电源之前，开关或限制器置于适当位置应当提示学生留意。老师提出试验要求，指导学生按试验流程进行试验。进行课堂练习，检查学生试验的效果。老师提出试验要求，引导学生先设计好试验流程后进行试验。老师提出试验要求，引导学生先设计好试验流程后进行试验

通过课堂练习，检查学生试验的效果。示波器运用的留意事项，在试验教学过程中分开提出，提示学生留意。教学反思：本节“练习运用示波器”的内容，示波器面板上的旋钮许多，在给学生讲解之前，老师自己肯定要知道每个旋钮的功用以及它的具体的运用方法，操作规范。在本节的教学中，我利用多媒体让学生通过观看演示试验视频来了解示波器的面板旋钮及其作用，熟