教科版高中物理选修3-2第2章第3节示波器的使用(共23张PPT)

2.3 示波器的使用 1.示波管，示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成 一、示波器核心部分: 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． 2.示波管扫描原理 由电子枪发出的电子束穿过Y、X偏转板打在荧光屏上. 当Y偏转电极加上电压时，电子束的偏转角度和偏转位移的大小随输入电压而变化，在荧光屏上产生的亮斑可以沿竖直方向上下移动；当X偏转电极加上电压时，电子束沿水平方向偏移. 如果这个电压是变化的，则电子束造成的亮斑就沿水平方向移动，我们称之为“扫描”. 3.示波管原理 如果我们让Y偏转电极加上需要显示的信号电压，同时在X偏转电极上加上扫描电压，电子束产生的亮斑在两个电压的共同作用下，既随Y信号电压上下移动，又在X信号的作用下向右匀速运动，就可以在荧光屏上“画出”电压信号的波形图来. X 扫描电压信号 扫描电压 Y输入电压 UX -UXm Ux T 2T 3T t 图4 UX -Uym Uym T 2T t t X 扫描电压信号 扫描电压 Y输入电压 当扫描电压周期为输入电压周期的两倍时将一次显示两个波形 UX -UXm UXm T 2T 3T 图4 UX -Uym Uym T 2T t t 扫描周期与输入电压周期必须成比例 只有当扫描周期与输入电压周期成比例时才能通过同步显示出稳定的波形图线 扫描周期与信号周期相等时. 扫描周期等于信号周期的2倍时. 扫描频率设置不当产生的情况 图6（a） 扫描电压频率远小于输入信号频率的情况（这时可能同步也可能不同步），波形太密集。 图6（b） 扫描频率大于信号频率时：信号一定不能同步，不能显示出稳定的波形图象 J2459型示波器 3.辉度调节旋钮——用来调节图像亮度. 4.聚焦调节旋钮. 5.辅助聚焦调节旋钮——二者配合使用可使电子会聚成一细束，在屏上出现小亮斑，使图像线条清晰. 1.电源开关. 2.指示灯. 6.竖直位移旋钮——调节图像在竖直方向的位置. 7.水平位移旋钮——调节图像在水平方向的位置. 二、 认识示波器面板上的旋钮 8.Y增益旋钮. 9.X增益旋钮——分别用来调节图像在竖直方向和水平方向上的幅度大小. 10.衰减调节旋钮—有1、10、100、1000四个挡，“1”挡不衰减，其余挡分别可使加在竖直偏转电极上的信号电压按上述倍数衰减，使图像在竖直方向的幅度依次减为前一挡的十分之一.最右边的正弦符号挡，是由机内自行提供的竖直方向的按正弦规律变化的交流电压. 仪器操作 11.扫描范围旋钮——用来改变扫描电压的频率范围，有四个挡，左边第一挡是10～100 Hz，向右旋转每升高一挡，扫描频率范围增大10倍. 最右边是“外X挡”，使用这一挡时机内没有扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入. 12.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. 13.外部信号输入端，包括“Y输入、X输入、地”三个接线柱，其中“地”是公共端。其中使用机内扫描，不用“X输入”。 仪器操作 14.交直流选择开关——置于“DC”位置时，所加信号电压是直接输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，可以让交流信号通过而隔断直流成分. 15.同步极性选择开关——把同步极性开关置于“+”位置，正弦曲线从正半周开始，置于“-”位置，正弦曲线从负半周开始. 仪器操作 1．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，将直流选择开关拨到“DC”位置． (2)按右图连接电路． (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． 三、练习使用示波器 2.观察扫描 3.观察正弦交流电压波形 【注意事项】 ①使用时辉度要适中，不宜过亮，而且亮点不能长期停留在一点，以免烧坏荧光屏． ②关机时，先将辉度旋钮反时针转到底，使亮度最小，再断开电源开关． A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮 B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮 C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮 D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮 例 【精讲精析】　调节扫描微调旋钮，减小扫描电压的频率，也就增大了其周期，而信号电压的频率不变，所以在扫描的一个周期内显示的完整波形个数增多．调节Y增益旋钮即可使波形幅度增大，故C正确． 【答案】　C 【规律总结】　示波器是一种常用的观察和测量仪器，其面板上各旋钮的作用和使用方法必须熟记．教材中，将示波器的使用专门作为一个学生实验，所以必须对其各旋钮的作用熟练掌