高考物理实验复习实验17练习使用示波器

实验十七练习使用示波器第一关：基础关展望高考基础知识实验原理：示波器是研究各种电信号常用的一种电子仪器.示波器用示波管来显示各种电学量的变化情况，示波管内阴极发射的电子被加速后，轰击示波管的荧光屏发光，如果在电子轰击荧光屏前给电子运动区域加上一定的电场，则电子在电场的作用下会按电场的规律发生偏转.因此我们可以通过示波器内的电子线路，对我们要测量的电信号处理后，变成相应的电场，来观察和测量所加的物理量.实验步骤：一、认识示波器的面板二、图是J2459型示波器的面板，其各旋钮开关的名称、作用应熟悉1.辉度调节旋钮——用来调节图像亮度2.聚焦调节旋钮3.辅助聚集旋钮——二者配合使用使图线线条清晰4.电源开关5.指示灯6.竖直位移旋钮7.水平位移旋钮——分别用来调节图像在竖直和水平方向的位置.8.Y增益旋钮9.X增益旋钮——分别用来调节图像在竖直和水平方向的辐度10.衰减调节旋钮——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提供正弦变化的电压.11.扫描范围旋钮——用来改变扫描电压的频率范围，其中的“外X”表示扫描电压机外输入的扫描信号提供水平扫描.12.扫描微调旋钮——使扫描电压频率在选定范围内连续变化13.Y输入、X输入、地——对应方向的输入接线柱和公共接地接线柱14.交直流选择开关——“DC”表示直流，“AC”表示交流，“AC”只能通过交流信号，不能输入直流信号.15.同步极性开关二、练习使用各种基本调节1.光屏上亮斑的调节a.将辉度调至最低，竖直、水平位移旋钮居中，衰减倍率最大，扫描范围调至“外X”b.打开电源，预热1-2分钟c.调节辉度，使亮度适中d.调节聚焦和辅助聚焦，使亮斑最小e.调节竖直位移、水平位移、使亮斑移动2.观察扫描并进行调节a.调节x增益至13处，扫描频率至最低，观察亮斑移动b.增大扫描频率，观察亮线c.调节x增益，观察亮线长度变化3.竖直方向的偏移及测量a.扫描范围调节“外X”b.将直流开关置于“DC”位置c.输入直流电压观察亮斑的移动d.改变电压正负极，再次观察4.观察正弦电压图线a.扫描范围调至第一档，衰减调至“∞”b.调节X、Y增益，使曲线变化c.转换同步极性，观察波形的变化说明：（1）首先必须熟悉各开关和旋钮的作用才能进行调节（2）注意各开关、旋钮的状态设置要合理（3）亮度不宜过大，以免烧坏荧光屏（4）开关、旋钮用力适度，以防损坏第二关：技法关解读高考解题技法一、调节旋钮的使用典例剖析例1如图中为示波器面板，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_____（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节_______（3）若要将波形曲线调至屏中央，应调节_______与________旋钮.解析:辉度旋钮用于调节亮度，聚焦旋钮用来调节清晰度，若要图像平移可调节竖直位移（上下移动）和水平位移（左右移动）.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←→）二、调节信号源典例剖析例2如图所示，图甲为示波器上的面板，图乙为一信号源.（1）若要观测此信号源发出的如图丙所示的正弦交流信号，应将信号源的a端与示波器面板上的____接线柱相连，b端与接线柱相连.（2）若示波器显示屏上显示的波形如图丁所示，要使波形横向展宽，应调节___旋钮.（3）若将信号源改为一节干电池的直流电源，并已正确接入示波器，此时DC、AC开关应置于___________位置（填“DC”或“AC”）解析：“Y输入”、“X输入”、“地”分别是对应方向的信号输入电压的接线柱和公共接地的接线柱，因此应将信号源的a端与示面板上的“Y输入”接线柱相连，b端与“地”接线柱相连.使波形横向展宽，应调节“X增益”.交直流选择开关的作用是用于所加信号电压的情况的.因此，将一节干电池的直流电源接入示波器时，此时应将DC、AC开关置于“DC”位置.答案：（1）Y输入、地（2）X增益（3）DC第三关：训练关笑对高考随堂训练1.如图所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧屏上的正中间（图示坐标的O点，其中x轴与XX′电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面指向纸内，y轴与YY′电场的场强方向重合）.若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，则（）A.X、Y极接电源的正极，X′、Y′接电源的负极B.X、Y′极接电源的正极，X′、Y接电源的负极C.X′、Y极接电源的正极，X、Y′接电源的负极D.X′、Y′极接电源的正极，X、Y接电源的负极答案：D2.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当屏幕上出现如图所示的波形时,应调节_____钮.如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围,应调节_____钮或________钮,或这两个钮配合使用,以使正弦波的整个波形出现在屏幕内.②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形,应将___钮置于____位置,然后调节___钮.答案：①竖直位移↓↑衰减Y增益②扫描范围1k档扫描微调点评：题目涉及了示波器上常用旋钮应用的知识,考查了考生能否熟练操作实验仪器的能力.3.某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图线时，他将扫描范围旋钮置于第一挡（10Hz～100Hz）.把衰减调节旋钮置于“”挡，把同步极性选择开关置于“+”位置，调节扫描微调旋钮，在屏上出现了如图甲所示的正弦曲线.后来他又进行了两步调节，使图像变成如图乙所示的曲线，这两步调节可能是（）A.将衰减调节旋钮换挡并调节标有“↓↑”的竖直位移旋钮B.将衰减调节旋钮换挡并调节Y增益旋钮C.调节扫描范围旋钮和调节Y增益旋钮D.将同步极性选择开关置于“-”位置并调节Y增益旋钮答案：D1.在“练习使用示波器”实验中，某同学将衰减调节旋钮置于最右边的“”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象可能是图中的_____.答案：B5.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.（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），请将下列器材与示波器连成正确的电路.（3）如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右的移动图形，现要使它在水平方向出现一条直线的方法是（）A.逆时针旋转辉度调节旋钮B.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，减小扫描频率C.调节衰减旋钮D.调节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”之间加上如下图所示的电压，而扫描范围旋钮置于“外X”挡，则此时屏上应出现的情形是下图中的（）解析：当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，电路连接图如图所示.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.答案：（1）中心DC（2）电路图如下图（3）D（4）C6.某同学在科技活动中，设计一个实验装置来研究弹簧振子的运动规律，其结构如图所示，当滑决A在光滑的水平杆上做简谐运动时，滑块A发生位移并带动P在光滑的电阻丝上运动从而在BC间输出电压信号，成为示波器的信息源.已知A的质量为m，弹簧劲度系数为k、自然长度为L0，电源电动势为E、内阻不计，光滑电阻丝的总长度为L，电阻分布均匀，D是电阻丝的中点，系统静止时滑片P在D点，当A做简谐运动时带动滑片P在电阻丝上运动.请回答下列问题：（1）当滑块A做简谐运动带动滑片P在光滑电阻丝上运动时，求出在B、C间得到的电压与滑块A相对于平衡位置位移x的关系式（设取位移向右为正）.（2）为了研究弹簧振子的运动规律，可以用示波器观察在B、C间得到的电压信号的变化规律，则B点需接__接______线柱，C点需接_______接线柱.这时“衰减”旋钮不能置于“_____”，“扫描范围”不能置于挡.若信号水平方向的幅度过小或过大，应该用_______旋钮进行调整，若信号过于偏向屏幕下方，应该用旋钮进行调整.解析：若B点接示波器Y输入，C点接示波器的地接线柱.“”输入的为内部提供的交流信号.答案：（1）当触点P偏离平衡位置位移为x，其到D点的电阻为xRL，所以加在其两端的电压为BCEUx.L（2）B点接示波器Y输入，C点接示波器的地接线柱.“”，“外X”，“X增益旋钮”，“竖直位移旋钮”.