20172018學(xué)年同步備課套餐物理教科版選修32講義第2章交變電流3

示波器的使用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.認(rèn)識(shí)示波器面板上各個(gè)旋鈕的名稱(chēng)及作用.2.練習(xí)使用示波器觀(guān)察交流電的波形．一、認(rèn)識(shí)示波器[知識(shí)梳理]如圖1所示為編號(hào)對(duì)應(yīng)的旋鈕名稱(chēng)及作用以下：圖11．電源開(kāi)關(guān)．2．電源指示燈：開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)，進(jìn)行預(yù)熱，指示燈亮．3．輝度調(diào)理旋鈕：用來(lái)調(diào)理圖像亮度．4.聚焦調(diào)理旋鈕二者配合使用，可使打到熒光屏上的電子束匯聚成一個(gè)小亮斑.5.輔助聚焦調(diào)理旋鈕6.豎直位移旋鈕這兩個(gè)旋鈕可以分別調(diào)理圖像的豎直和水平地點(diǎn).7.水平位移旋鈕8.Y增益調(diào)理旋鈕這兩個(gè)旋鈕可以分別調(diào)理圖像在Y方向和X方向的幅度.9.X增益調(diào)理旋鈕10．衰減調(diào)理旋鈕：最右側(cè)的“”符號(hào)表示機(jī)內(nèi)供給正弦交流信號(hào)．11．掃描范圍旋鈕：用來(lái)調(diào)理掃描電壓的頻率范圍，此中最右側(cè)的“外X”擋是指派用外面輸入的掃描電壓．12．掃描微調(diào)旋鈕：在選定掃描范圍內(nèi)調(diào)理掃描頻率．13．外面信號(hào)輸入端：包含“Y輸入”、“X輸入”和“地”三個(gè)接線(xiàn)柱，此中“地”是公共端．14．交直流選擇開(kāi)關(guān)：“DC”代表直流，“AC”代表交流．15．同步極性選擇開(kāi)關(guān)．二、使用示波器[導(dǎo)學(xué)研究](1)打開(kāi)示波器電源開(kāi)關(guān)后，為何要預(yù)熱1～2分鐘后再開(kāi)始使用？答案示波管中的電子槍需要預(yù)熱，才有電子發(fā)射出來(lái)．(2)調(diào)理亮斑前，為何要先把輝度調(diào)理旋鈕反轉(zhuǎn)究竟？豎直、水平位移旋鈕調(diào)到中間地點(diǎn)？衰減調(diào)理旋鈕置于最高擋？掃描范圍旋鈕置于“外X”擋？答案省得開(kāi)機(jī)時(shí)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，超出屏幕范圍；不加掃描電壓，使圖像在水平中央地點(diǎn)．[知識(shí)梳理]觀(guān)察亮斑及亮斑挪動(dòng)(1)看亮斑：輝度旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)究竟，豎直位移和水平位移旋鈕旋到中間，掃描范圍旋鈕置“外”擋．輝度旋鈕最弱是為了當(dāng)亮斑出現(xiàn)時(shí)不會(huì)過(guò)亮燒壞熒光屏，后邊可慢慢調(diào)理到較適合亮度．豎直位移和水平位移旋鈕旋到中間，目的是為了使亮斑出現(xiàn)時(shí)能出此刻屏幕上，而不會(huì)跑到屏幕外．亮斑出現(xiàn)了，調(diào)理聚焦旋鈕和輔助聚焦旋鈕，使亮斑最圓最?。{(diào)理水平位移和豎直位移旋鈕觀(guān)察亮斑上下和水平挪動(dòng)．(2)觀(guān)察亮斑挪動(dòng)(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)到逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底．目的是使掃描頻率最小．掃描一次的時(shí)間是亮點(diǎn)從左側(cè)運(yùn)動(dòng)到右側(cè)所用的時(shí)間，掃描頻率則是一秒鐘從左側(cè)到右側(cè)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)．要看到是一個(gè)亮點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，一定使頻率?。?dāng)看到亮斑運(yùn)動(dòng)后，調(diào)理掃描微調(diào)旋鈕，可看到亮斑運(yùn)動(dòng)得更快，最后變?yōu)榱艘粭l亮線(xiàn)．[即學(xué)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(xiàn)條較粗且模糊不清的波形．圖2(1)若要增大顯示波形的亮度，應(yīng)調(diào)理________旋鈕．(2)若要屏上波形線(xiàn)條變細(xì)且邊沿清楚，應(yīng)調(diào)理______旋鈕．(3)若要將波形曲線(xiàn)調(diào)至屏中央，應(yīng)調(diào)理________與______旋鈕．答案(1)輝度(或?qū)憺?(2)聚焦(或?qū)憺椤?(3)豎直位移(或?qū)憺椤?水平位移(或?qū)憺?一、對(duì)示波器原理的理解例1(多項(xiàng)選擇)電子槍發(fā)射出的電子打在熒光屏上時(shí)，會(huì)在那邊產(chǎn)生一個(gè)亮斑，假如在熒光屏上獲得如圖3所示的亮斑P，那么示波管中的()圖

3A．極板C．極板

X應(yīng)帶正電Y應(yīng)帶正電

B．極板D．極板

X′應(yīng)帶正電Y′應(yīng)帶正電答案

BC例

2

(多項(xiàng)選擇)圖

4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′和熒光屏構(gòu)成．電子槍發(fā)射的電子打在熒光屏大將出現(xiàn)亮點(diǎn)，不加任何電壓時(shí)，電子打在熒光屏中心．若亮點(diǎn)很快挪動(dòng)，因?yàn)橐曈X(jué)暫留關(guān)系，能在熒光屏上看到一條亮線(xiàn)．此刻加上頻率較高的偏轉(zhuǎn)電壓，則()圖4A．假如只在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上如圖(2)所示的電壓，應(yīng)觀(guān)察到一條水平亮線(xiàn)B．假如只在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示U＝Umsinωt的電壓，應(yīng)觀(guān)察到一條正弦曲線(xiàn)如圖(4)C．假如在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示U＝Umsinωt的電壓，同時(shí)在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖(2)所示的電壓，應(yīng)觀(guān)察到一條正弦曲線(xiàn)如圖(5)D．假如在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示U＝Umsinωt，同時(shí)在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖(2)所示的電壓，應(yīng)觀(guān)察到一條正弦曲線(xiàn)如圖(4)答案AD分析假如在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上如圖(2)所示的電壓，應(yīng)觀(guān)察到一條水平的亮線(xiàn)，故A正確；假如只在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示U＝Umsinωt的電壓，則在水平方向不運(yùn)動(dòng)，只在豎直方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)觀(guān)察到一條豎直的亮線(xiàn)．故B錯(cuò)誤；假如在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示U＝Umsinωt的電壓，同時(shí)在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖(2)所示的電壓，因圖(2)中的電壓為單一方向上，則形成的圖像只在O點(diǎn)的一側(cè)為圖(4)，故C錯(cuò)誤，而D正確．二、使用示波器例3用示波器觀(guān)察頻率為900Hz的正弦電壓信號(hào)．把該信號(hào)接入示波器Y輸入．(1)當(dāng)屏幕上出現(xiàn)如圖5所示的波形時(shí)，應(yīng)調(diào)理________旋鈕．假如正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍，應(yīng)調(diào)理____________或____________旋鈕，或這兩個(gè)旋鈕配合使用，以使正弦波的整個(gè)波形出此刻屏幕內(nèi)．圖5(2)如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個(gè)完好的正弦波形，應(yīng)將______旋鈕置于______的地點(diǎn)，而后調(diào)節(jié)________旋鈕．答案

(1)豎直位移

(或↑↓)

衰減

Y增益(2)掃描范圍

1000

擋

掃描微調(diào)分析(1)屏幕上的波形地點(diǎn)偏上，應(yīng)當(dāng)調(diào)理“豎直位移”或調(diào)理“↑↓”旋鈕使其向下挪動(dòng)到屏幕中心；假如正弦波的正、負(fù)半周均超出屏幕的范圍，說(shuō)明波形在豎直方向上的最大距離(波幅)過(guò)大，應(yīng)當(dāng)調(diào)理“Y增益”旋鈕使波幅減小，也許調(diào)理“衰減”旋鈕使整個(gè)波形縮??；(2)假如需要屏幕上出現(xiàn)一個(gè)完好的正弦波形，則應(yīng)使橫向掃描頻率等于900Hz的正弦電壓的頻率．第一應(yīng)將“掃描范圍”旋鈕置于“1000”擋的地點(diǎn)，而后調(diào)理“掃描微調(diào)”旋鈕，使掃描頻率達(dá)到900Hz即可形成穩(wěn)固的波形．1．觀(guān)察正弦波或余弦波：若外加的是正弦交變電壓，當(dāng)掃描頻率是交變電壓整數(shù)倍時(shí)可在屏上看到正弦波形．正弦波的形成：亮斑從左到右運(yùn)動(dòng)的時(shí)間若恰巧等于交變電壓的周期，則在屏上出現(xiàn)一個(gè)完整正弦波形，假如交變電壓周期的兩倍，則出現(xiàn)兩個(gè)完好波形．2．注意豎直位移旋鈕、水平位移旋鈕和X增益、Y增益之間差別：一個(gè)是調(diào)理均衡地點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是調(diào)理上下運(yùn)動(dòng)振幅．一個(gè)是調(diào)理水平掃描中心地點(diǎn)，一個(gè)是調(diào)理掃描幅度．3．注意衰減和

Y增益之間的關(guān)系，衰減是大幅度調(diào)理振幅，

1是不衰減，

10表示振幅變?yōu)楸緛?lái)的十分之一，

100表示變?yōu)楸緛?lái)的一百分之一．而

Y增益是較小范圍調(diào)理振幅．注意掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕配合調(diào)理掃描頻率，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)理掃描微調(diào)旋鈕使頻率在

1000Hz

左右小范圍改動(dòng)，可調(diào)到900Hz.1．在“練習(xí)使用示波器”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于豎直位移旋鈕和Y增益旋鈕的作用，以下說(shuō)法正確的是()A．豎直位移旋鈕用來(lái)調(diào)理圖像在豎直方向的地點(diǎn)，Y增益旋鈕用來(lái)調(diào)理圖像在豎直方向的幅度B．豎直位移旋鈕用來(lái)調(diào)理圖像在豎直方向的幅度，Y增益旋鈕用來(lái)調(diào)理圖像在豎直方向的地點(diǎn)C．豎直位移旋鈕和Y增益旋鈕都是用來(lái)調(diào)理圖像在豎直方向的地點(diǎn)的D．豎直位移旋鈕和Y增益旋鈕都是用來(lái)調(diào)理圖像在豎直方向的幅度的答案A分析豎直位移旋鈕可以調(diào)理圖像在屏幕豎直方向的地點(diǎn)，使觀(guān)察的信號(hào)位于屏幕中央，Y增益旋鈕則用來(lái)調(diào)理圖像在豎直方向的幅度，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．2．(多項(xiàng)選擇)如圖6所示，利用示波器觀(guān)察亮斑在豎直方向的偏移時(shí)，以下做法正確的選項(xiàng)是()圖6A．示波器的掃描范圍應(yīng)置于“外X”擋B．“DC”、“AC”開(kāi)關(guān)應(yīng)置于“DC”地點(diǎn)C．當(dāng)亮斑如圖乙所示在A(yíng)地點(diǎn)時(shí)，將圖中滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向左挪動(dòng)，則A點(diǎn)下移D．改變圖甲電池的極性，圖乙的亮斑將向下偏移答案ABD分析因豎直方向有偏轉(zhuǎn)，水平方向無(wú)偏轉(zhuǎn)，因此示波器的掃描范圍應(yīng)置于“外X”擋，故A正確；應(yīng)輸入直流電信號(hào)，B正確；改變電源極性，偏轉(zhuǎn)方向也反了，故D正確．滑動(dòng)變阻器觸頭向左挪動(dòng)，電阻R變大，由閉合電路歐姆定律可得輸入的電壓也變大，偏轉(zhuǎn)位移變大，A點(diǎn)向上移，故C錯(cuò)誤．3．在“練習(xí)使用示波器”的實(shí)驗(yàn)中：(1)為觀(guān)察亮斑在豎直方向上的偏移，應(yīng)當(dāng)將掃描范圍旋鈕置于“外X”擋，使亮斑位于屏的________，而后，應(yīng)把“DC”－“AC”開(kāi)關(guān)置于________地點(diǎn)，以給示波器輸入一個(gè)直流電壓．(2)為給示波器輸入一個(gè)Y方向的直流電壓(要求電壓從零開(kāi)始逐漸增添)，請(qǐng)將圖7中器械與示波器連成正確的電路．圖7(3)假如在示波器熒光屏上發(fā)現(xiàn)水平方向有一自左向右的挪動(dòng)圖形，現(xiàn)要使它在水平方向出現(xiàn)一條直線(xiàn)的方法是()．逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)輝度調(diào)理旋鈕．調(diào)理掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕，減小掃描頻率C．調(diào)理衰減旋鈕D．調(diào)理掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕，增大掃描頻率(4)若在示波器的“Y輸入”和“地”之間加上如圖8所示的電壓，而掃描范圍旋鈕置于“外X”擋，則此時(shí)屏上應(yīng)出現(xiàn)的情況是以下圖中的()圖8答案(1)中心DC(2)電路以以下圖(3)D(4)C分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．而后，應(yīng)把“DC”－“AC”開(kāi)關(guān)置于“DC”地點(diǎn)，以給示波器輸入一個(gè)直流電壓．電路的連接要求吻合電壓是從零開(kāi)始逐漸增添的，故“Y輸入”端電勢(shì)要比接“地”端電勢(shì)高．當(dāng)圖形自左向右挪動(dòng)，若速度更快，即可成為一條亮線(xiàn)，故應(yīng)增添掃描頻率．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(shí)，在光屏上出現(xiàn)的是豎直方向上的一個(gè)亮斑，C正確．選擇題(1～6題為單項(xiàng)選擇題，7～10題為多項(xiàng)選擇題)1．示波器使用結(jié)束時(shí)應(yīng)注意及時(shí)關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)的以下操作序次正確的選項(xiàng)是()．先斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再將“輝度調(diào)理”旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)究竟．先斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再將“輝度調(diào)理”旋鈕順時(shí)針轉(zhuǎn)究竟C．先將“輝度調(diào)理”旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)究竟，再斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)D．先將“輝度調(diào)理”旋鈕順時(shí)針轉(zhuǎn)究竟，再斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)答案C2．某學(xué)生在做“練習(xí)使用示波器”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將衰減旋鈕撥到“”擋，將掃描旋鈕撥到10～100Hz擋，而后再調(diào)理掃描微調(diào)旋鈕，當(dāng)示波器熒光屏上出現(xiàn)兩個(gè)完好的正弦波形時(shí)，其頻率為()A．10HzB．25HzC．50HzD．100Hz答案B分析由示波器的工作原理知，當(dāng)把衰減旋鈕調(diào)到“”擋時(shí)，是由機(jī)內(nèi)供給豎直方向的按正弦規(guī)律變化的50Hz的交流電壓，當(dāng)掃描頻率也等于50Hz時(shí)，熒光屏上應(yīng)出現(xiàn)1個(gè)完好的正弦波形，此刻熒光屏上出現(xiàn)兩個(gè)完好的正弦波形，掃描頻率應(yīng)是交流信號(hào)電壓變化頻率的一半，因此掃描頻率應(yīng)是

25Hz.3．用示波器觀(guān)察交流信號(hào)時(shí)，在顯示屏上顯示出一個(gè)完好的波形

(如圖

1所示)，經(jīng)以下四組操作之一，使該信號(hào)顯示出兩個(gè)完好的波形，且波形幅度增大，此組操作是()圖1A．調(diào)整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕B．調(diào)整X增益旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕C．調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕和Y增益旋鈕D．調(diào)整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕答案C分析調(diào)理掃描微調(diào)旋鈕，減小掃描電壓的頻率，也就增大了其周期，而信號(hào)電壓的頻率不變，因此在掃描的一個(gè)周期內(nèi)顯示的完好波形個(gè)數(shù)增加．調(diào)理Y增益旋鈕即可使波形幅度增大，故C正確．4．在“練習(xí)使用示波器”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將衰減調(diào)理旋鈕置于最右側(cè)的“”擋，掃描范圍旋鈕置于“外X”擋，“X輸入”與“地”之間未接信號(hào)輸入電壓，他在示波器熒光屏上看到的圖像可能是以下圖中的()答案B5．示波管的結(jié)構(gòu)中有兩對(duì)相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′，若在XX′上加上如圖2甲所示的掃描電壓，在YY′上加上如圖乙所示的信號(hào)電壓，則在示波管熒光屏上看到的圖形是以下選項(xiàng)中的()圖2答案C6．若將變壓器輸出的交流信號(hào)按圖3所示與示波器連接，對(duì)示波器調(diào)理后，在熒光屏上出現(xiàn)的波形應(yīng)為以下選項(xiàng)中的()圖3答案C分析因二極管擁有單導(dǎo)游電性，一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期有電壓經(jīng)過(guò)，故只有C選項(xiàng)正確．7．關(guān)于示波器上交直流選擇開(kāi)關(guān)“DC”和“AC”，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．輸入直流信號(hào)，置于“DC”或“AC”均有信號(hào)進(jìn)入示波器B．輸入交流信號(hào)，置于“DC”或“AC”均有信號(hào)進(jìn)入示波器C．輸入直流信號(hào)，置于“DC”有信號(hào)進(jìn)入示波器D．輸入交流信號(hào)，置于“AC”有信號(hào)進(jìn)入示波器答案CD8．在“練習(xí)使用示波器”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)欲按要求先在熒光屏上浮出亮斑，為此，他進(jìn)行了以下操作：第一經(jīng)輝度調(diào)理旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)究竟，豎直位移旋鈕和水平位移旋鈕轉(zhuǎn)到某地點(diǎn)，將衰減調(diào)理旋鈕置于1000擋，掃描范圍旋鈕置于“外X”擋．而后打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)(指示燈亮)，過(guò)2min后，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)輝度調(diào)理旋鈕，結(jié)果屏上一直無(wú)亮斑出現(xiàn)(示波器完滿(mǎn))．那么，他應(yīng)再調(diào)理以下哪個(gè)旋鈕才有可能在屏上出現(xiàn)亮斑()A．豎直位移旋鈕B．水平位移旋鈕C．聚焦調(diào)理旋鈕D．輔助聚焦調(diào)理旋鈕答案AB分析由題意知示波器的偏轉(zhuǎn)電極YY′與XX′上都沒(méi)加電壓，亮斑應(yīng)在屏的中央，若不在中央(或沒(méi)有亮斑)應(yīng)調(diào)理豎直位移旋鈕和水平位移旋鈕．9．在觀(guān)察按正弦規(guī)律變化的電壓圖線(xiàn)時(shí)，只看到一個(gè)完好的正弦波形，現(xiàn)想在熒光屏上看到3個(gè)正弦波形，應(yīng)調(diào)理()A．掃描范圍旋鈕B．掃描微調(diào)旋鈕C．衰減旋鈕D．X增益旋鈕答案AB分析當(dāng)只看到一個(gè)完好的正弦波形時(shí)，掃描電壓的頻率等于信號(hào)的頻率，要想看到3個(gè)正弦波形，則一定減小掃描電壓的頻率，故需調(diào)理掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕，選A、B.10．示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4甲所示，假如在偏轉(zhuǎn)電極XX′、YY′之間都沒(méi)有加電壓，電子束將打在熒光屏的中心，假如在偏轉(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(huì)出現(xiàn)圖乙中(a)、(b)所示的兩種波形．則()圖4A．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