高中物理 第二章 交變電流 2.3 示波器的使用課件 教科版選修32.ppt

3示波器的使用 第二章交變電流 學習目標 1 了解示波器面板上各個旋鈕的名稱及作用 2 練習使用示波器觀察交流電的波形 內(nèi)容索引 自主預(yù)習預(yù)習新知夯實基礎(chǔ) 重點探究啟迪思維探究重點 達標檢測檢測評價達標過關(guān) 自主預(yù)習 一 認識示波器如圖1所示編號對應(yīng)的旋鈕名稱及作用如下 1 電源開關(guān) 2 電源指示燈 開啟 進行預(yù)熱 指示燈亮 3 輝度調(diào)節(jié)旋鈕 用來調(diào)節(jié)圖像 4 調(diào)節(jié)旋鈕5 輔助調(diào)節(jié)旋鈕 圖1 兩者配合使用 可使打到熒光屏上的電子束會聚成一個小亮斑 電源開關(guān) 亮度 聚焦 聚焦 這兩個旋鈕可以分別調(diào)節(jié)圖像在y方向和x方向的 6 豎直位移旋鈕7 水平位移旋鈕8 y增益調(diào)節(jié)旋鈕9 x增益調(diào)節(jié)旋鈕10 調(diào)節(jié)旋鈕 最右邊的 符號表示機內(nèi)提供信號 11 掃描范圍旋鈕 用來調(diào)節(jié)掃描電壓的范圍 其中最右邊的 外x 擋是指使用輸入的掃描電壓 這兩個旋鈕可以分別調(diào)節(jié)圖像的和位置 豎直 水平 幅度 衰減 正弦交流 頻率 外部 12 掃描微調(diào)旋鈕 在范圍內(nèi)調(diào)節(jié)掃描頻率 13 外部信號輸入端 包括 x輸入 和 三個接線柱 其中 是公共端 14 選擇開關(guān) dc 代表 ac 代表 15 選擇開關(guān) 選定掃描 y輸入 地 地 交直流 交流 直流 同步極性 二 練習使用示波器觀察亮斑及亮斑移動 1 看亮斑 輝度調(diào)節(jié)旋鈕逆時針轉(zhuǎn)到底 豎直位移和水平位移旋鈕旋到 掃描范圍旋鈕置 外x 擋 輝度調(diào)節(jié)旋鈕最弱是為了當亮斑出現(xiàn)時不會過亮燒壞熒光屏 后面可慢慢調(diào)節(jié)到較合適亮度 豎直位移和水平位移旋鈕旋到 目的是為了使亮斑出現(xiàn)時能出現(xiàn)在屏幕上 而不會跑到屏幕外 亮斑出現(xiàn)了 調(diào)節(jié)旋鈕和旋鈕 使亮斑最圓最小 調(diào)節(jié)和旋鈕觀察亮斑水平和上下移動 中間 中間 聚焦 輔助聚焦 水平位移 豎直位移 2 觀察亮斑移動 掃描 把衰減調(diào)到1 掃描范圍旋鈕調(diào)到最低擋 掃描微調(diào)旋鈕逆時針轉(zhuǎn)到底 目的是使掃描頻率最小 掃描一次的時間是亮點從左邊運動到右邊所用的時間 掃描頻率則是一秒鐘從左邊到右邊運動的次數(shù) 要看到是一個亮點運動 必須使頻率小 當看到亮斑運動后 調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕 可看到亮斑運動得更快 最后變成了一條亮線 1 若要增大顯示波形的亮度 應(yīng)調(diào)節(jié) 旋鈕 2 若要屏上波形線條變細且邊緣清晰 應(yīng)調(diào)節(jié) 旋鈕 3 若要將波形曲線調(diào)至屏中央 應(yīng)調(diào)節(jié) 與 旋鈕 水平位移 或?qū)憺?即學即用 如圖2所示為示波器面板 屏上顯示的是一亮度很低 線條較粗且模糊不清的波形 答案 圖2 輝度 或?qū)憺?聚焦 或?qū)憺?豎直位移 或 寫為 重點探究 導學探究 1 打開示波器電源開關(guān)后 為什么要預(yù)熱1 2分鐘后再開始使用 一 使用示波器 答案 答案示波管中的電子槍需要預(yù)熱 才有電子發(fā)射出來 2 調(diào)節(jié)亮斑前 為什么要先把輝度調(diào)節(jié)旋鈕反轉(zhuǎn)到底 豎直 水平位移旋鈕調(diào)到中間位置 衰減調(diào)節(jié)旋鈕置于最高擋 掃描范圍旋鈕置于 外x 擋 答案以免開機時亮度太大損壞示波管 使圖像位于屏幕中央 使波形不要太大 以免超出屏幕范圍 不加掃描電壓 使圖像在水平中央位置 例1用示波器觀察頻率為900hz的正弦電壓信號 把該信號接入示波器y輸入 1 當屏幕上出現(xiàn)如圖3所示的波形時 應(yīng)調(diào)節(jié)旋鈕 如果正弦波的正 負半周均超出了屏幕的范圍 應(yīng)調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)旋鈕 或這兩個旋鈕配合使用 以使正弦波的整個波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi) 圖3 豎直位移 或 衰減 y增益 答案 解析 解析屏幕上的波形位置偏上 應(yīng)該調(diào)節(jié) 豎直位移 旋鈕使其向下移動到屏幕中心 如果正弦波的正 負半周均超出屏幕的范圍 說明波形在豎直方向上的最大距離 波幅 過大 應(yīng)該調(diào)節(jié) y增益 旋鈕使波幅減小 或者調(diào)節(jié) 衰減 旋鈕使整個波形縮小 解析如果需要屏幕上出現(xiàn)一個完整的正弦波形 則應(yīng)使橫向掃描頻率等于900hz的正弦電壓的頻率 首先應(yīng)將 掃描范圍 旋鈕置于 1000 擋的位置 然后調(diào)節(jié) 掃描微調(diào) 旋鈕 使掃描頻率達到900hz即可形成穩(wěn)定的波形 2 如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個完整的正弦波形 應(yīng)將旋鈕置于的位置 然后調(diào)節(jié)旋鈕 掃描范圍 1000擋 掃描微調(diào) 答案 解析 1 觀察正弦波或余弦波 若外加的是正弦交變電壓 當掃描頻率是交變電壓頻率的整數(shù)倍時可在屏上看到正弦波形 正弦波的形成 亮斑從左到右運動的時間若剛好等于交變電壓的周期 則在屏上出現(xiàn)一個完整正弦波形 若是交變電壓周期的兩倍 則出現(xiàn)兩個完整波形 2 注意豎直位移旋鈕和y增益調(diào)節(jié)旋鈕以及水平位移旋鈕和x增益調(diào)節(jié)旋鈕之間的區(qū)別 一個是調(diào)節(jié)平衡位置上下運動 一個是調(diào)節(jié)上下運動振幅 一個是調(diào)節(jié)水平掃描中心位置 一個是調(diào)節(jié)掃描幅度 3 注意衰減調(diào)節(jié)旋鈕和y增益調(diào)節(jié)旋鈕之間的關(guān)系 衰減調(diào)節(jié)旋鈕是大幅度調(diào)節(jié)振幅 1是不衰減 10表示振幅變?yōu)樵瓉淼氖种?100表示變?yōu)樵瓉淼囊话俜种?而y增益調(diào)節(jié)旋鈕是較小范圍調(diào)節(jié)振幅 注意掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕配合調(diào)節(jié)掃描頻率 如要調(diào)到頻率為900hz 則先把掃描范圍旋鈕打在1000hz處 再調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕使頻率在1000hz左右小范圍變動 可調(diào)到900hz a 極板x應(yīng)帶正電b 極板x 應(yīng)帶正電c 極板y應(yīng)帶正電d 極板y 應(yīng)帶正電 例2 多選 電子槍發(fā)射出的電子打在熒光屏上時 會在那里產(chǎn)生一個亮斑 如果在熒光屏上得到如圖4所示的亮斑p 那么示波管中的 二 示波器的工作原理 圖4 答案 例3 多選 圖5中 1 所示是示波管的原理圖 它是由電子槍 豎直偏轉(zhuǎn)電極yy 水平偏轉(zhuǎn)電極xx 和熒光屏組成 電子槍發(fā)射的電子打在熒光屏上將出現(xiàn)亮點 不加任何電壓時 電子打在熒光屏中心 若亮點很快移動 由于視覺暫留關(guān)系 能在熒光屏上看到一條亮線 現(xiàn)在加上頻率較高的偏轉(zhuǎn)電壓 則 圖5 a 如果只在偏轉(zhuǎn)電極xx 上加上如圖 2 所示的電壓 應(yīng)觀察到一條水平亮線b 如果只在偏轉(zhuǎn)電極yy 上加上如圖 3 所示u umsin t的電壓 應(yīng)觀察到一條正弦曲線如圖 4 所示c 如果在偏轉(zhuǎn)電極yy 上加上如圖 3 所示u umsin t的電壓 同時在偏轉(zhuǎn)電極xx 上加上如圖 2 所示的電壓 應(yīng)觀察到一條正弦曲線如圖 5 所示d 如果在偏轉(zhuǎn)電極yy 上加上如圖 3 所示u umsin t的電壓 同時在偏轉(zhuǎn)電極xx 上加上如圖 2 所示的電壓 應(yīng)觀察到一條正弦曲線如圖 4 所示 答案 解析 解析如果在偏轉(zhuǎn)電極xx 上加上題圖 2 所示的電壓 應(yīng)觀察到一條水平的亮線 故a正確 如果只在偏轉(zhuǎn)電極yy 上加上題圖 3 所示u umsin t的電壓 則在水平方向不運動 只在豎直方向偏轉(zhuǎn) 應(yīng)觀察到一條豎直的亮線 故b錯誤 如果在偏轉(zhuǎn)電極yy 上加上題圖 3 所示u umsin t的電壓 同時在偏轉(zhuǎn)電極xx 上加上題圖 2 所示的電壓 因題圖 2 中的電壓為單一方向上 則形成的圖像只在o點的一側(cè)如題圖 4 所示 故c錯誤 d正確 達標檢測 1 示波器的使用 在 練習使用示波器 的實驗中 關(guān)于豎直位移旋鈕和y增益調(diào)節(jié)旋鈕的作用 下列說法正確的是a 豎直位移旋鈕用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向的位置 y增益調(diào)節(jié)旋鈕用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向的幅度b 豎直位移旋鈕用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向的幅度 y增益調(diào)節(jié)旋鈕用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向的位置c 豎直位移旋鈕和y增益調(diào)節(jié)旋鈕都是用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向的位置的d 豎直位移旋鈕和y增益調(diào)節(jié)旋鈕都是用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向的幅度的 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析豎直位移旋鈕可以調(diào)節(jié)圖像在屏幕豎直方向的位置 使觀察的信號位于屏幕中央 y增益調(diào)節(jié)旋鈕則用來調(diào)節(jié)圖像在豎直方向的幅度 故a正確 b c d錯誤 1 2 3 4 5 6 2 示波器的使用 某學生在做 練習使用示波器 的實驗時 將衰減調(diào)節(jié)旋鈕撥到 擋 將掃描范圍旋鈕撥到10 100hz擋 然后再調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕 當示波器熒光屏上出現(xiàn)兩個完整的正弦波形時 其頻率為a 10hzb 25hzc 50hzd 100hz 解析由示波器的工作原理知 當把衰減調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)到 擋時 是由機內(nèi)提供豎直方向的按正弦規(guī)律變化的50hz的交流電壓 當掃描頻率也等于50hz時 熒光屏上應(yīng)出現(xiàn)1個完整的正弦波形 現(xiàn)在熒光屏上出現(xiàn)兩個完整的正弦波形 掃描頻率應(yīng)是交流信號電壓變化頻率的一半 所以掃描頻率應(yīng)是25hz 答案 解析 1 2 3 4 5 6 3 示波器的使用 在 練習使用示波器 實驗中 某同學將衰減調(diào)節(jié)旋鈕置于最右邊的 擋 掃描范圍旋鈕置于 外x 擋 x輸入 與 地 之間未接信號輸入電壓 他在示波器熒光屏上看到的圖像可能是下列圖中的 答案 1 2 3 4 5 6 4 用示波器顯示外加信號的波形 用示波器觀察交流信號時 在顯示屏上顯示出一個完整的波形 如圖6所示 經(jīng)下列四組操作之一 使該信號顯示出兩個完整的波形 且波形幅度增大 此組操作是a 調(diào)節(jié)x增益調(diào)節(jié)旋鈕和豎直位移旋鈕b 調(diào)節(jié)x增益調(diào)節(jié)旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕c 調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕和y增益調(diào)節(jié)旋鈕d 調(diào)節(jié)水平位移旋鈕和y增益調(diào)節(jié)旋鈕 答案 解析 圖6 1 2 3 4 5 6 解析調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕 減小掃描電壓的頻率 也就增大了其周期 而信號電壓的頻率不變 所以在掃描的一個周期內(nèi)顯示的完整波形個數(shù)增多 調(diào)節(jié)y增益調(diào)節(jié)旋鈕即可使波形幅度增大 故c正確 1 2 3 4 5 6 圖7 5 用示波器顯示外加信號的波形 多選 示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7甲所示 如果在偏轉(zhuǎn)電極xx yy 之間都沒有加電壓 電子束將打在熒光屏的中心 如果在偏轉(zhuǎn)電極xx 之間和yy 之間加上圖丙所示的幾種電壓 熒光屏上可能會出現(xiàn)圖乙中 a b 所示的兩種波形 則 1 2 3 4 5 6 a 若xx 和yy 分別加電壓 3 和 1 熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中 a 所示波形b 若xx 和yy 分別加電壓 4 和 1 熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中 a 所示波形c 若xx 和yy 分別加電壓 3 和 2 熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中 b 所示波形d 若xx 和yy 分別加電壓 4 和 2 熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中 b 所示波形 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析若xx 和yy 分別加電壓 3 和 1 則橫軸自左向右移動 縱軸按正弦規(guī)律變化 熒光屏上可以出現(xiàn)如題圖乙 a 所示波形 選項a對 若xx 和yy 分別加電壓 4 和 1 則橫軸不變 即波形只在縱軸上 不管縱軸上面波形如何變化始終只能在橫軸出現(xiàn)一條線 題圖乙 a b 都不可能出現(xiàn) 選項b錯 若xx 和yy 分別加電壓 4 和 2 熒光屏上出現(xiàn)兩亮點 選項d錯 若xx 和yy 分別加電壓 3 和 2 熒光屏上可出現(xiàn)如題圖乙 b 所示波形 則選項c對 1 2 3 4 5 6 解析把掃描范圍旋鈕置于 外x 擋 調(diào)整水平位移 豎直位移旋鈕 使亮斑位于屏的中心 然后 應(yīng)把 dc ac 開關(guān)置于 dc 位置 以給示波器輸入一個直流電壓 電路的連接要求符合電壓是從零開始逐漸增加的 故 y輸入 端電勢要比接 地 端電勢高 當圖形自左向右移動 若速度更快 便可成為一條亮線 故應(yīng)增加掃描頻率 在 y輸入 與 地 之間加一恒定電壓 掃描范圍旋鈕置于 外x 擋時 在光屏上出現(xiàn)的是豎直方向上的一個亮斑 c正確 6 示波器的使用 在 練習使用示波器 的實驗中 1 為觀察亮斑在豎直方向上的偏移 應(yīng)該將掃描范圍旋鈕置于 外x 擋 使亮斑位于屏的 然后 應(yīng)把 dc ac 開關(guān)置于位置 以給示波器輸入一個直流電壓 答案 解析 中心 dc 1 2 3 4 5 6 2 為給示波器輸入一個y方向的直流電壓 要求電壓從零開始逐漸增加 請將圖8中器材與示波器連