2022-2023年高考物理一轮复习 示波器的使用

3示波器的使用\n基本知识如图2－3－1所示：示波器面板上的旋钮有：电源开关、电源指示灯、______调节旋钮、_____调节旋钮、辅助聚焦调节旋钮、竖直位移旋钮、______位移旋钮,___增益调节旋钮,___增益调节旋钮、衰减调节旋钮、_______范围旋钮、扫描微调旋钮、______信号输入端、________选择开关、同步极性选择开关.认识示波器面板上的旋钮辉度聚焦水平YX扫描外部交直流\nJ2459型示波器图2－3－1\n1.基本知识(1)观察亮斑的移动时,应在“_______”和“___”间加______电压,可观察到亮斑_____偏移．直流电压改加在“X输入”上,可观察亮斑发生______偏移．(2)观察扫描：把“扫描范围”旋钮置于_____档,“扫描微调”旋钮____时针转到底,可以观察到亮斑从左向右移动,并迅速返回左端．练习使用示波器Y输入地直流向上水平最低逆\n(3)观察机内正弦交流电压波形,把示波器的“__________”旋钮调到第一挡,“__________”旋钮调到最右端的“”处,再调节扫描______旋钮,直到屏幕出现稳定的波形为止．扫描范围衰减调节微调\n2．思考判断(1)交流电的波形图可用示波器来观察．(√)(2)示波器关机时,直接断开电源开关即可．(×)(3)X增益旋钮是用来调整图像在水平方向的幅度的．(√)3．探究交流若用示波器观察到了稳定的图线,为了使图线更加清晰而不会使线条变粗,应调节哪些旋钮？【提示】调节：聚焦和辅助聚焦调节两个旋钮.\n【问题导思】1．辉度调节、聚焦调节、辅助聚焦各有什么作用？2．竖直位移和水平位移旋钮,Y增益和X增益旋钮各有什么作用？3．衰减调节旋钮有什么作用？示波器面板上旋钮的作用\n1．辉度调节、聚焦调节、辅助聚焦的作用(1)辉度调节用来调整图像的亮度．(2)聚焦调节“⊙”和辅助聚焦“〇”：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斑,得到清晰的图像．2．竖直位移和水平位移旋钮、Y增益和X增益旋钮的作用(1)竖直位移“↑↓”和水平位移“”旋钮的作用分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置．(2)“Y增益”和“X增益”的作用分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度．\n3．衰减调节,扫描旋钮的作用(1)衰减调节旋钮：中间一行左边的大旋钮是“衰减”,它有1、10、100、1000四个挡,“1”表示不衰减,“10”、“100”、“1000”分别表示衰减为1/10、1/100、1/1000.最右边的正弦符号“”挡不是衰减,而是由示波器内部自行提供竖直方向的交流试验信号电压,可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作．\n(2)扫描范围旋钮有四个挡,可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10～100赫,向右旋转每升高一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外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．(3)扫描微调旋钮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．\n4．其他各旋钮的用途(1)“Y输入”“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．(2)“AC－DC”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．(3)“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．\n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(10～100Hz),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2－3－2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()甲　　　　　　　　　　乙图2－3－2\nA．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【审题指导】审题时应注意以下问题：(1)观察甲、乙两图,波形图由正半周开始变成了由负半周开始．(2)波形图的最大值变大．\n【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,而没有调整竖直位移旋钮和扫描微调旋钮,选项D正确．【答案】D\n1．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2－3－3.经下列四组操作之一,使该信号显示出两个完整的波形,且波形幅度减小．此组操作是()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增益旋钮图2－3－3\n【解析】要让显示屏上的波形由一个变为两个,就需提高扫描频率,即需调整扫描微调旋钮．Y增益旋钮是用来调节图像在竖直方向上的幅度的,故选项C正确．【答案】C\n【问题导思】1．如何观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节？2．如何观察正弦规律变化的电压图形？3．实验时应注意哪些事项？用示波器观察正弦交流电的波形图\n1．调节观察荧光屏上的亮斑(1)先把灰度调节旋钮逆时针转到底,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,顺时针旋转灰度调节旋钮,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．\n\n3．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)按图2－3－4连接电路．图2－3－4\n(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．\n4．观察按正弦规律变化的电压图形(1)将扫描范围旋钮置于10～100挡,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．\n5．实验时应注意的事项(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)屏上亮斑(或图线)不能过亮,否则容易损伤荧光屏．(3)“Y输入”电压不能太高,以免仪器损坏．(4)当“Y输入”接导线并“悬空”时,容易出现干扰波形,应避免出现这种情况．(5)关机时将灰度调节旋钮逆时针转到底,再断开电源开关．\n图2－3－5甲为示波器面板,图乙为一信号源．甲　　　　　　　　　　乙图2－3－5\n(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2－3－6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．图2－3－6\n【审题指导】审题时应注意以下问题：(1)观察正弦信号波形应接哪些旋钮．(2)哪些旋钮的作用可使曲线移动．\n【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．调节扫描范围和扫描微调可调整屏幕上显示的完整的波形数．【答案】(1)Y输入　地(2)6X增益　扫描范围和扫描微调\n2.若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如图2－3－7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()图2－3－7\n【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】C\n\n1．在应用示波器做观察亮斑在竖直方向的偏移实验时,应将()A．“扫描范围”旋钮置于“10”挡B．“扫描范围”旋钮置于“外X”挡C．“DC”“AC”开关置于“AC”位置D．“DC”“AC”开关置于“DC”位置\n【解析】竖直方向的偏移实验中,水平方向没有偏转,所以扫描范围旋钮应置于“外X”挡,选项B正确；由于做的是竖直方向的偏移实验,不是竖直方向的波形实验,所以“DC”“AC”开关置于“DC”位置,选项D正确．【答案】BD\n2．在应用示波器观察正弦规律变化的电压图线时,将“扫描范围”旋钮置于第一挡(10～100Hz),把“衰减”旋钮置于合适的挡,再调节“扫描微调”旋钮,屏上便出现完整的正弦曲线,如图2－3－8所示．则下列关于同步极性选择的说法中正确的是()图2－3－8\nA．图甲是同步开关置于“－”的结果B．图甲是同步开关置于“＋”的结果C．图乙是同步开关置于“－”的结果D．图乙是同步开关置于“＋”的结果【解析】甲图所示的波形和正弦交流电的波形完全相同,说明同步选择开关置于“＋”的位置,选项B正确；乙图所示的波形和正弦交流电的波形完全相反,说明同步选择开关置于“－”的位置．选项C正确．【答案】BC\n3.在应用示波器观察Y输入系统的作用时,有下列操作程序,请在横线上填写观察到的现象．(1)把“扫描范围”旋钮置于“外X”挡,“DC、AC”开关置于“DC”位置,调节水平、竖直位移旋钮使光点位于荧光屏中心,将衰减旋钮置于“1000”挡,“Y增益”旋钮顺时针转到二分之一处；(2)用1～2节干电池(1.5V)作直流电源,将电源和变阻器组成如图2－3－9所示的直流回路,并取出一部分电压加到“Y输入”与“地”接线柱上；\n(3)移动变阻器中心触头位置,改变“Y输入”电压,观察亮点偏离光屏中心的距离________；图2－3－9\n(4)将“衰减”旋钮分别置于“10”、“100”挡,重复上一步骤,这时会发现亮点离光屏中心距离________,由此可见“衰减”旋钮的作用是________________________________________________________________________；(5)将直流电源的正负接线互换,改变输入电压方向,观察光点偏移方向的变化,这时可能看到________．【答案】(3)变化(4)由大变小　改变偏转电压,改变亮点偏离幅度(5)向相反方向偏移(或向下偏移)\n4．示波器是检测和修理各种电子仪器以及进行科学研究必不可少的工具．掌握它的一般使用方法是对每一名普通高中学生的一般要求．如图2－3－10所示为某次学生实验时练习使用的J－2456型示波器的面板示意图．实验中某学生已经在荧光屏中间调节出了最圆最小的光斑,则：他若要观察机内提供的竖直方向的正弦规律变化的电压的图像,应怎样调节至最佳状态？(写明必要的文字叙述,控制旋钮的名称及指示位置)\n图2－3－10\n【解析】①把扫描范围旋钮置于第一档(或10～100Hz挡)②把衰减调节旋钮置于“”挡,即由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压．③调节扫描微调旋钮,使屏上出现完整的正弦曲线．④调节X增益和Y增益旋钮,使曲线在水平和竖直方向发生变化．【答案】见解析