2020版高中物理 第二章 交变电流 3 示波器的使用课件 教科版选修3-2

3.示波器的使用【实验目的】1.了解示波器面板上各个旋钮和开关的名称、作用和操作方法。2.练习使用示波器,会利用示波器观察、检测各种信号。【实验原理】1.示波器核心部分是示波管,示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。2.电子枪发射电子束,电子束通过加速电场加速后,在偏转电极的作用下发生偏转。3.将电信号加在偏转电极上,偏转电压改变时,电子偏转距离发生变化,打在荧光屏的不同位置上,荧光屏上就显示出了信号特征。【实验器材】示波器、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。【实验过程】1.观察荧光屏上的亮斑并进行调节:(1)先把辉度调节旋钮逆时针转到底,竖直位移旋钮和水平位移旋钮转到中间位置,衰减调节旋钮置于1000挡,扫描范围旋钮置于“外X”挡。(2)打开电源开关,等一两分钟(预热)后,顺时针旋转辉度调节旋钮,屏上即出现一个亮斑,调节该旋钮,使亮斑的亮度适中。(3)旋转聚焦调节旋钮和辅助聚焦调节旋钮,观察亮斑的变化情况,并使亮斑最圆、最小。(4)旋转竖直位移旋钮,观察亮斑上下移动的情况:旋转水平位移旋钮,观察亮斑左右移动的情况。调节这两个旋钮,使亮斑位于荧光屏中心。2.观察扫描并进行调节:(1)把“X增益”旋钮顺时针转到处,扫描微调旋钮逆时针转到底,扫描范围旋钮置于最低挡,可看到扫描的情形。(2)顺时针旋转扫描微调旋钮,可看到亮斑移动加快,直至成为一条亮线。(3)调节“X增益”旋钮,可以看到亮线长度随之改变。133.观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节:(1)将扫描范围旋钮置于“外X”挡,交直流选择开关拨到“DC”位置。(2)按如图连接电路。(3)将滑动变阻器的滑片P滑至适当位置后闭合开关。把衰减调节旋钮逆时针依次转到100、10和1挡,观察亮斑向上偏移的情况。(4)调节“Y增益”旋钮,使亮斑偏移一段适当的距离,再调节滑动变阻器,观察亮斑偏移的距离随输入电压变化的情况。(5)调换电池的正、负极,改变输入电压的方向,可以看到亮斑改为向下偏移。4.观察按正弦规律变化的电压的图线:(1)将扫描范围旋钮置于10～100Hz挡,把衰减调节旋钮置于“”挡。(2)调节扫描微调旋钮,使屏上出现完整且稳定的正弦曲线。(3)调节“Y增益”(或“X增益”)旋钮,观察曲线形状沿竖直(或水平)方向的变化情况。(4)调节竖直(或水平)位移旋钮,观察曲线整体在竖直(或水平)方向上的移动情况。5.关机:将辉度调节旋钮逆时针转到底,再断开电源开关。【注意事项】1.示波器属热电子仪器,要避免频繁开机、关机,否则易损坏仪器。2.如果发现波形受外界干扰,可将示波器外壳接地。3.调节屏上亮斑(或图线)时要适中,但是不能过亮,否则容易损伤荧光屏。4.“Y输入”电压不能太高,以免损坏仪器,在最大衰减时也不能超过400V。5.当“Y输入”接导线“悬空”时,容易出现干扰波形,应避免出现这种情况。6.每次开机前,应先将辉度旋钮逆时针方向转到底,预热后再顺时针方向转动,以增加亮斑(或图线)的亮度。类型一示波器旋钮的作用【典例1】图中甲为示波器面板,乙为一信号源。世纪金榜导学号(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形,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)若示波器所显示的输入波形如图丙所示,要将波形上移,应调节面板上的________旋钮;要使此波形横向展宽,应调节________旋钮;要使屏上能够显示3个完整的波形,应调节________旋钮。【解析】示波器面板上的“Y输入”“X输入”和“地”分别是对应方向的信号输入电压的接线柱和公共接线柱;“竖直位移”旋钮和“水平位移”旋钮分别用来调节图像在竖直方向和水平方向的位移;“Y增益”旋钮和“X增益”旋钮分别用来调节图像在竖直方向和水平方向的幅度;“扫描范围”旋钮用来改变扫描电压的频率范围;“扫描微调”旋钮使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化。答案:(1)Y输入地(2)竖直位移X增益扫描范围和扫描微调类型二练习使用示波器【典例2】在“练习使用示波器”的实验中:世纪金榜导学号(1)为了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,以备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(要求从零电压开始逐渐增加),请将如图所示的器材与示波器连成正确的电路。(3)调节变阻器改变输入电压,可以看到亮斑向上的偏移随之改变,电压越高,向上的偏移越______;调换电池正负极,改变输入电压,可以看到亮斑向______偏移。【解析】(1)扫描范围旋钮置于“外X”时,机内不提供X方向的扫描电压,故亮斑仅出现在屏的中心;然后,应把“DC-AC”开关置于直流“DC”位置,以备给示波器输入一个直流电压。(2)因输入电压要从零开始逐渐增加,所以示波器应接在分压电路上,所以实验时仪器连接应如图所示。(3)若再加大Y向电压,会加大亮斑在竖直方向的位移,即电压越高,向上的偏移越大;调换电池正、负极后,亮斑向下偏移。答案:(1)中央位置DC(2)见解析图(3)大下