1、3 示波器的使用01 实验 认知导学02 实验 核心解读03 典例 探究剖析04 课后 达标检测一、实验目的1了解示波器面板上部分旋钮的名称及其作用2利用示波器观察交流电的波形二、实验原理示波器是一种能把随时间变化的电信号用图像显示出来的电子仪器凡能转换成电压的其他电学量(如电流、电阻等)和非电学量(如温度、压力、声波等)，都可以用示波器来观察和测量三、实验器材示波器、滑动变阻器、学生信号电源、导线若干、开关.一、实验步骤1认识示波器的面板(如图所示)(1)辉度调节旋钮：用来调整图像的亮度(2)聚焦“”调节旋钮和辅助聚焦“”调节旋钮：这两个旋钮配合着使用，能使电子束会聚，在荧光屏上产生一个小亮
2、斑，得到清晰的图像(3)竖直位移“”和水平位移“”旋钮：分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置(4)“Y 增益”和“X 增益”调节旋钮：分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度(5)中间一行左边的大旋钮是“衰减”，它有 1、10、100、1 000 四个挡，“1”表示不衰减，“10”“100”“1 000”分别表示衰减为 110、1100、11 000.最右边的“”符号表示机内提供正弦交流信号把旋钮调到此处，可看到正弦交流电压波形(6)右边的大旋钮是“扫描范围”，有四个挡位，可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围，最低的是 10100 Hz，向右每拨一挡，频率增大 10 倍最右边是“外
3、X”挡，使用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入(7)中间的小旋钮是“扫描微调”，用来调整水平方向的扫描频率，顺时针转动时频率连续增加(8)外部信号输入端，包括“Y 输入”“X 输入”和“地”三个接线柱，分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱如果使用机内扫描，则不用“X 输入”(9)“ACDC”是交直流选择开关，置于 DC 位置时，所加信号是直流输入的；置于 AC 位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的交流电，可以隔断直流成分(10)“同步”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2观察荧光屏上的亮斑并进行调节(1)先把灰度调节旋
4、钮逆时针转到底，竖直位移旋钮和水平位移旋钮旋到中间位置，衰减调节旋钮置于“1 000”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，顺时针旋转灰度调节旋钮，屏上即出现一个亮斑，调节辉度调节旋钮，使亮斑的亮度适中(3)旋转聚焦调节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3观察扫描并进行调节(1)把 X 增益旋钮顺时针转到13处，扫描微调旋钮逆时针转到底，扫描范围旋钮置于10100 Hz 挡，可看到扫描的情形(2)顺时针旋转扫描微
5、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4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)按如图所示连接电路(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，可以看到亮斑改为向下偏移5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 10100 Hz 挡，衰减调节
6、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 增益旋钮(或者 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6观察其他交变电流的波形观察信号发生器输出的方波和锯齿波的波形，分别把低频信号发生器产生的方波和锯齿波信号输入端与示波器的“Y 输入”和“地”接线柱相连，适当调节示波器有关旋钮，观察稳定的波形7关机将灰度调节旋钮逆时针转到底，再断开电源开关二、注意事项1开机前及实验完毕关机前，先要把辉度调节旋钮逆时针转到底(处于亮度最低状态)2使用过程中，不应使光斑过亮，特别是
7、光斑长时间停留在屏上不动时应将亮度减弱，以免损伤荧光屏，缩短示波管的寿命3由示波器 Y 输入的电压不可过大，否则会损坏机内的分压电阻和电子管，在最大衰减倍率(1 000)时也不得超过直流 400 V.4尽量避免频繁开机、关机，否则将缩短示波器电子管阴极的寿命，短时间不用时，不必关机，只需将辉度旋至荧光屏上无亮线5如果显示的波形受外界干扰，可将机壳用导线接地6当“Y 输入”接线柱上接出的导线悬空时，它和“地”间电阻极大，环境空间中杂散的电磁场将在导线中感应较大的电压，使屏上出现干扰波形，衰减倍率越小，干扰信号显示的幅度越大若用手摸这条导线会更严重，使用中应尽量避免这种情况类型一 示波器的调节例
8、1 如图为示波器面板一位同学在做“练习使用示波器”的实验时，进行了如下的操作：(1)打开电源后，首先在屏上调出了一个最圆最小的亮斑，但亮斑位于屏上的左上角若想将这个亮斑调到屏幕的正中央，他应该调节_和_旋钮(填旋钮对应的数字)；(2)为观察示波器的水平扫描作用，他调节相应的旋钮，看到屏上的亮斑从左向右移动，到达右端后又很快回到左端，之后，他顺时针旋转扫描微调旋钮以增大扫描频率，此时屏上观察到的现象是_；(3)为观察按正弦规律变化的电压的图线，他把扫描范围旋钮置于左边第一挡(10100 Hz)要由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压，他应将_旋钮(填旋钮对应的数字)置于_挡解析(1)将左上角的
9、亮斑调到屏幕正中央，调节竖直位移()和水平位移旋钮 6、7 即可(2)增大扫描频率后，亮斑移动逐渐变快，最后亮斑成为一条亮线(3)要观察到清晰的正弦曲线，将扫描范围置于左边第一挡后，再将衰减旋钮置于“”挡，即调节 10 置于“”挡答案 见解析要知道机内提供正弦交流信号是加在偏转电极 YY上的，扫描电压是加在偏转电极XX上的，并知道是由外部哪些旋钮控制类型二 示波器的使用例 2 用示波器观察频率为 900 Hz 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_旋钮如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节_或_旋钮，或这两个旋钮配合使用，以使正弦波的整个
10、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 _旋钮置于_的位置，然后调节_旋钮解析(1)屏幕上的波形位置偏上，应该调节“竖直位移”(“”)旋钮使其向下移动至屏幕中心；如果正弦波形的正、负半周均超出屏幕的范围，说明波形在竖直方向上的最大距离(波幅)过大，应该调节“Y 增益”旋钮使波幅减小，或者调节“衰减”旋钮使整个波形缩小(2)如果需要屏幕上出现一个完整的正弦波形，则应使横向扫描频率等于 900 Hz 的正弦电压的频率首先应该将“扫描范围”旋钮置于“1 k”挡位的位置，然后调节“扫描微调”旋钮使扫描频率达到 900 Hz 即可形成稳定的波形答案(1)竖直位移(或)衰减 Y
11、 增益(2)扫描范围 1 k 挡 扫描微调扫描范围旋钮控制机内自身提供的如图所示的锯齿波扫描电压，它的作用是把信号电压在水平方向匀速拉开，增大扫描频率时，信号电压在水平方向拉开的速度加快当信号不变时，扫描频率越低，荧光屏上出现的信号波形越多扫描波形的个数等于信号频率除以扫描频率1如果仅在示波器的偏转电极 XX上加扫描电压，使亮斑在水平方向这样运动：亮斑从一侧匀速地运动到另一侧，然后迅速地返回原处，再匀速地移向另一侧，如此反复继续，则此扫描电压随时间变化的规律是()解析：因光斑运动具有周期性，所以 C 错误，B 中光斑在正向电压作用下只在一侧运动；D 中光斑虽在两侧匀速运动，但在到达右端时，不是
12、迅速返回而是匀速返回，只有 A 满足条件答案：A2某学生用示波器观察按正弦规律变化的电压图像时，将扫描范围旋钮置于第一挡(10100 Hz)，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 增益旋钮解析：根据甲、乙两图的对比，由于波形分别从正半周和负半周开始(或波形恰好相反)，故一定调整了同步极性
13、开关由于图像中心未变，水平方向幅度未变，但是 Y方向的幅度变大了，故一定调整了 Y 增益旋钮，故选项 D 正确答案：D3.若在示波器的“Y 输入”和“地”之间加上如右图所示的电压，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：Y 方向上有一个恒定电压，扫描范围旋钮置于“外 X”挡，示波器内不提供X 方向的扫描电压，而“X 输入”接线柱也没有输入任何扫描电压，所以 X 方向没有偏转，选项 C 正确答案：C4.用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如图所示经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大此组操作是()A调整 X 增益调
14、节旋钮和竖直位移旋钮B调整 X 增益调节旋钮和扫描微调旋钮C调整扫描微调旋钮和 Y 增益调节旋钮D调整水平位移旋钮和 Y 增益调节旋钮解析：示波器面板上旋钮的作用：X 增益、Y 增益旋钮分别用来调节图像在水平方向和竖直方向的幅度，水平位移、竖直位移旋钮分别用来调节图像在水平方向和竖直方向的位置，扫描微调旋钮在扫描范围旋钮选定的频率范围内，用来连续改变水平方向扫描电压的频率，信号电压加在竖直偏转电极上当 TXnTY 时即 X 方向的扫描电压的周期等于 Y 方向信号电压周期的整数倍(n)时，光屏上才能形成具有 n个波长的完整波形的图案(因为当水平方向的扫描电压完成一个周期的变化时竖直方向的信号电压
15、已经完成了 n 个周期的变化)本题要使波形幅度增大，需要 Y 增益旋钮来实现本题还要从一个完整波形变成两个完整波形，就是把 TXnTY 中的n 从 1 变成 2，即增大水平扫描电压的周期，降低水平扫描的频率，需要扫描微调旋钮实现综合以上分析可知选项 C 正确答案：C5如果在示波器的荧光屏上出现一个亮点在水平方向自左向右移动的图像，现在要使它变成水平方向的一条亮线，调节的方法应该是()A顺时针旋转辉度调节旋钮B调节衰减旋钮C调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率D调节 Y 增益调节旋钮解析：在荧光屏上出现的是一个亮点自左向右的水平移动的图形，要把它变成水平方向的亮线，若调节辉度旋钮，只能使
16、亮度增大，不能改变图形，所以 A 选项错误；若调节衰减旋钮，只能使输入信号的强度减弱，这里只有一个亮点，没有输入信号，所以 B 选项也是错的；若调节 Y 增益调节是改变竖直方向输入的信号强度，即改变图线在竖直方向的幅度，显然 D 选项也是错误的；现在荧光屏上出现的是水平方向移动的一个亮点，说明水平扫描频率太小，使眼睛能觉察到亮度的移动，所以应该提高水平扫描频率，使眼睛区分不开亮点位置的变化，故选项 C 是正确的答案：C6(1)在没有输入电压的情况下，若将图中光屏上的亮斑由 A 图变为 B 图应_，要使 B 图中的亮斑变成水平亮线应_(2)若所给器材如图，请将下列器材用线连接起来解析：示波器的使
17、用，要熟练掌握面板上所有旋钮的使用方法、注意事项答案：(1)顺时针调节竖直位移旋钮 调节 X 增益旋钮和扫描范围旋钮(2)如图所示7图甲为示波器面板，图乙为一信号源(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；要使屏上能够显示三个完整的波形，应调节_旋钮解析：(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应从示波器的“Y 输入”和“地”接线柱输入信号，所以应将信号源的 a 端与示波器面板上的“Y 输入”接线柱相
18、连，b 端与“地”接线柱相连(2)竖直位移旋钮的作用是调节波形在屏幕上的竖直位置，由题图可知该波形偏下，所以应该调节 6；X 增益旋钮的作用是调整波形的横向宽度，调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮可调整屏幕上显示的完整的波形数答案：(1)Y 输入 地(2)竖直位移 X 增益 扫描范围和扫描微调8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“DCAC”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(要求电压从零开始逐渐增加)，请将图示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：本题考查示波器原理及示波器的使用方法(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“DCAC”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，则亮斑会加大其在竖直方向的位移，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)中心 DC(2)图见解析(3)大 下