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1、三、示波器的使用
教學(xué)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)示波器的各調(diào)節(jié)旋鈕,學(xué)會(huì)使用示波器觀察交流電的波形,加深對(duì)正弦交流電的理解。
2.通過(guò)自己動(dòng)手操作,培養(yǎng)理論練習(xí)實(shí)際的習(xí)慣,提高動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):示波器各旋鈕的功能及調(diào)節(jié)
難點(diǎn):示波器的正確使用
設(shè)計(jì)思想
本節(jié)是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)課,要以學(xué)生的合作學(xué)習(xí)、自主動(dòng)手操作為主,教師的點(diǎn)撥引導(dǎo)為輔,不必涉及過(guò)難的實(shí)驗(yàn)原理。一是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)示波器面板上的各旋鈕及作用,二是讓學(xué)生自己動(dòng)手調(diào)節(jié)示波器并用它觀察正弦交流電的波形,加深對(duì)正弦交流電的理解,提高動(dòng)手操作能力.
教學(xué)資源
分組實(shí)驗(yàn)器材,示波器若干,PPT
教學(xué)設(shè)計(jì)
2、
【課堂引入】
問題1:正弦交流電與其它交流電有什么不同?
(電壓和電流隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化,有效值是峰值的0.707倍。)
問題2:正弦交流電隨時(shí)間變化規(guī)律如何用公式表示?其中各字母的物理意義是什么?
?(學(xué)生作答,教師板書)
(過(guò)渡:我們是否能用眼睛直接觀察到正弦交流電的波形呢?)
(示波器的結(jié)構(gòu)和原理略講或不講)
【課堂學(xué)習(xí)】
學(xué)習(xí)活動(dòng)1:認(rèn)識(shí)示波器面板上的旋鈕
用示波器可以顯示正弦交流電的波形。出示一臺(tái)示波器為教具,PPT投影示波器面板圖片,與學(xué)生一起認(rèn)識(shí)示波器面板上的旋鈕。
(1)學(xué)生參看教科書圖2—3—1,并對(duì)照課桌上的示波器一一核對(duì)各旋鈕。
(2)教師介
3、紹各旋鈕的作用。
1.電源開關(guān)
2.指示燈
3。輝度調(diào)節(jié)旋鈕——用來(lái)調(diào)節(jié)圖像亮度
4.聚焦調(diào)節(jié)旋鈕
5.輔助聚集旋鈕—-二者配合使用使圖線線條清晰
6.豎直位移旋鈕
7.水平位移旋鈕——分別用來(lái)調(diào)節(jié)圖像在豎直和水平方向的位置.
8。Y增益旋鈕
9。X增益旋鈕——分別用來(lái)調(diào)節(jié)圖像在豎直和水平方向的輻度
10.衰減調(diào)節(jié)旋鈕——指加在偏轉(zhuǎn)電極上的信號(hào)按開關(guān)上的倍率衰減。“∞”表示機(jī)內(nèi)給豎直方向提供正弦變化的電壓.
11。掃描范圍旋鈕—-用來(lái)改變掃描電壓的頻率范圍,其中的“外X”表示掃描電壓機(jī)外輸入的掃描信號(hào)提供水平掃描.
12。掃描微調(diào)旋鈕—-使掃描電壓頻率在選定范圍內(nèi)連續(xù)變
4、化
13.Y輸入、X輸入、地——對(duì)應(yīng)方向的輸入接線柱和公共接地接線柱
14.交直流選擇開關(guān)——“DC”表示直流,“AC”表示交流,“AC"只能通過(guò)交流信號(hào),不能輸入直流信號(hào).
15.同步極性開關(guān)
學(xué)習(xí)活動(dòng)2:練習(xí)使用各種基本調(diào)節(jié)
學(xué)生自己動(dòng)手操作,按教科書“練習(xí)使用示波器”的要求進(jìn)行。
1.光屏上亮斑的調(diào)節(jié)
a。將輝度調(diào)至最低,豎直、水平位移旋鈕居中,衰減倍率最大,掃描范圍調(diào)至“外X"
b。打開電源,預(yù)熱1—2分鐘
c.調(diào)節(jié)輝度,使亮度適中
d.調(diào)節(jié)聚焦和輔助聚焦,使亮斑最小
e。調(diào)節(jié)豎直位移、水平位移、使亮斑移動(dòng)
2.觀察掃描并進(jìn)行調(diào)節(jié)
a.調(diào)節(jié)x增益至1/3處,掃
5、描頻率至最低,觀察亮斑移動(dòng)
b。增大掃描頻率,觀察亮線
c.調(diào)節(jié)x增益,觀察亮線長(zhǎng)度變化
3.豎直方向的偏移及測(cè)量
a。掃描范圍調(diào)節(jié)“外X”
b.將直流開關(guān)置于“DC"位置
c。輸入直流電壓觀察亮斑的移動(dòng)
d.改變電壓正負(fù)極,再次觀察
4.觀察正弦電壓圖線
a.掃描范圍調(diào)至第一檔,衰減調(diào)至“∞”
b.調(diào)節(jié)X、Y增益,使曲線變化
c.轉(zhuǎn)換同步極性,觀察波形的變化
說(shuō)明:(1)首先必須熟悉各開關(guān)和旋鈕的作用才能進(jìn)行調(diào)節(jié)
(2)注意各開關(guān)、旋鈕的狀態(tài)設(shè)置要合理
(3)亮度不宜過(guò)大,以免燒壞熒光屏
(4)開關(guān)、旋鈕用力適度,以防損壞
學(xué)習(xí)活動(dòng)3 觀察思考
教科書“觀察
6、與思考”,與學(xué)生共同思考解答,并演示.
1、示波器面板上的旋鈕除電源開關(guān)以外,主要分為以下三組:
①調(diào)節(jié)亮點(diǎn)大小和亮度的(圖2—3-1中的3、4、5)
②控制X軸位置、增益、掃描范圍的(圖2—3-1中的7、9、11、12)
③控制Y軸位置、增益的(圖2-3—1中的6、8、10)
2、如果不加任何掃描電壓,把正弦交流電的信號(hào)輸入示波器的“Y輸入”和“地"間,在示波器面板上將看到一條豎直亮線;把方波信號(hào)輸入到示波器的“Y輸入”和“地”間,在示波器面板上將看到上下各一個(gè)亮點(diǎn),兩亮點(diǎn)間有一條淡的豎直亮線。
3、如果原來(lái)示波器的屏幕上看到一個(gè)完整的正弦波形,只要調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)旋鈕",把掃描頻
7、率調(diào)為原來(lái)的一半即可在屏幕上看到兩個(gè)完整的正弦波形。
【課堂反饋】
1、如圖為示波器面板,屏上顯示的是一亮度很低,線條較粗且模糊不清的波形。
(1)若要增大顯示波形的亮度,應(yīng)調(diào)節(jié)_____
(2)若要屏上波形線條變細(xì)且邊緣清晰,應(yīng)調(diào)節(jié)_______
(3)若要將波形曲線調(diào)至屏中央,應(yīng)調(diào)節(jié)_______與______(dá)__旋鈕。
解析:輝度旋鈕用于調(diào)節(jié)亮度,聚焦旋鈕用來(lái)調(diào)節(jié)清晰度,若要圖像平移可調(diào)節(jié)豎直位移(上下移動(dòng))和水平位移(左右移動(dòng))。
答案:(1)輝度(或?qū)憺? )
(2)聚焦(或?qū)憺椤?
(3)豎直位移(或?qū)憺椤┧轿灰疲ɑ驅(qū)憺椤?
2、如圖所示,圖甲為示波器上
8、的面板,圖乙為一信號(hào)源.
(1)若要觀測(cè)此信號(hào)源發(fā)出的如圖丙所示的正弦交流信號(hào),應(yīng)將信號(hào)源的a端與示波器面板上的____(dá)___接線柱相連,b端與___(dá)____接線柱相連。
(2)若示波器顯示屏上顯示的波形如圖丁所示,要使波形橫向展寬,應(yīng)調(diào)節(jié)__(dá)____旋鈕.
(3)若將信號(hào)源改為一節(jié)干電池的直流電源,并已正確接入示波器,此時(shí)DC、AC開關(guān)應(yīng)置于________(dá)___位置(填“DC”或“AC”)
解析:“Y輸入”、“X輸入”、“地”分別是對(duì)應(yīng)方向的。
信號(hào)輸入電壓的接線柱和公共接地的接線柱,因此應(yīng)將信號(hào)源的a端與示面板上的“Y輸入”接線柱相連,b端與“地"接線柱相連。使波形橫向
9、展寬,應(yīng)調(diào)節(jié)“X增益".交直流選擇開關(guān)的作用是用于所加信號(hào)電壓的情況的.因此,將一節(jié)干電池的直流電源接入示波器時(shí),此時(shí)應(yīng)將DC、AC開關(guān)置于“DC”位置.
答案:(1)Y輸入、地(2)X增益(3)DC
3、某學(xué)生用示波器觀察按正弦規(guī)律變化的電壓圖線時(shí),他將掃描范圍旋鈕置于第一擋(10 Hz~100 Hz).把衰減調(diào)節(jié)旋鈕置于“"擋,把同步極性選擇開關(guān)置于“+"位置,調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕,在屏上出現(xiàn)了如圖甲所示的正弦曲線.后來(lái)他又進(jìn)行了兩步調(diào)節(jié),使圖像變成如圖乙所示的曲線,這兩步調(diào)節(jié)可能是( )
A。將衰減調(diào)節(jié)旋鈕換擋并調(diào)節(jié)標(biāo)有“↓↑”的豎直位移旋鈕
B。將衰減調(diào)節(jié)旋鈕換擋并調(diào)節(jié)Y
10、增益旋鈕
C。調(diào)節(jié)掃描范圍旋鈕和調(diào)節(jié)Y增益旋鈕
D。將同步極性選擇開關(guān)置于“-”位置并調(diào)節(jié)Y增益旋鈕
答案:D
【課后測(cè)評(píng)】
1、用示波器觀察頻率為900 Hz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)如圖所示的波形時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)____(dá)_鈕。如果正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍,應(yīng)調(diào)節(jié)____(dá)_鈕或___(dá)_____鈕,或這兩個(gè)鈕配合使用,以使正弦波的整個(gè)波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi)。
②如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波形,應(yīng)將___(dá)鈕置于____(dá)位置,然后調(diào)節(jié)___鈕.
答案:①豎直位移↓↑、衰減、Y增益②掃描范圍1 k檔、掃描微調(diào)
2、在“練習(xí)使用示波器”實(shí)驗(yàn)中
11、,某同學(xué)將衰減調(diào)節(jié)旋鈕置于最右邊的“”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象可能是圖中的_____。
答案:B
3、在“練習(xí)使用示波器”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)為觀察亮斑在豎直方向上的偏移,應(yīng)該將掃描范圍旋鈕置于“外X”擋,使亮斑位于屏的____,然后,應(yīng)把“DC-AC"開關(guān)置于位置__(dá)__(dá)___(dá)_,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(要求電壓從零開始逐漸增加),請(qǐng)將下列器材與示波器連成正確的電路.
(3)如果在示波器熒光屏上發(fā)現(xiàn)水平方向有一自左向右的移動(dòng)圖形, 現(xiàn)要使它在水平方向出現(xiàn)
12、一條直線的方法是( )
A.逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)輝度調(diào)節(jié)旋鈕
B.調(diào)節(jié)掃描范圍旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕,減小掃描頻率
C.調(diào)節(jié)衰減旋鈕
D.調(diào)節(jié)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”之間加上如下圖所示的電壓,而掃描范圍旋鈕置于“外X”擋,則此時(shí)屏上應(yīng)出現(xiàn)的情形是下圖中的( )
解析:當(dāng)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。然后,應(yīng)把“DC-AC”開關(guān)置于“DC"位置,以給示波器輸入一個(gè)直流電壓。電路的連接要求符合電壓是從零開始逐漸增加的,故Y輸入端電勢(shì)要比接地端電勢(shì)高,電路連接圖如圖所示.當(dāng)圖形自左
13、向右移動(dòng),若速度更快,便可成為一條亮線,故應(yīng)增加掃描頻率.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。
答案:(1)中心DC(2)電路圖如圖(3)D(4)C
4、某同學(xué)在科技活動(dòng)中,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,其結(jié)構(gòu)如圖所示,當(dāng)滑決A在光滑的水平桿上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊A發(fā)生位移并帶動(dòng)P在光滑的電阻絲上運(yùn)動(dòng)從而在BC間輸出電壓信號(hào),成為示波器的信息源.已知A的質(zhì)量為m,彈簧勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)0,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì),光滑電阻絲的總長(zhǎng)度為L(zhǎng),電阻分布均勻,D是電阻絲的中點(diǎn),系統(tǒng)靜止時(shí)滑片P在D點(diǎn)
14、,當(dāng)A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滑片P在電阻絲上運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)回答下列問題:
(1)當(dāng)滑塊A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滑片P在光滑電阻絲上運(yùn)動(dòng)時(shí),求出在B、C間得到的電壓與滑塊A相對(duì)于平衡位置位移x的關(guān)系式(設(shè)取位移向右為正)。
(2)為了研究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,可以用示波器觀察在B、C間得到的電壓信號(hào)的變化規(guī)律,則B點(diǎn)需接___(dá)___(dá)線柱,C點(diǎn)需接______(dá)_接線柱.這時(shí)“衰減”旋鈕不能置于“_____”,“掃描范圍"不能置于_______(dá)擋.若信號(hào)水平方向的幅度過(guò)小或過(guò)大,應(yīng)該用_______旋鈕進(jìn)行調(diào)整,若信號(hào)過(guò)于偏向屏幕下方,應(yīng)該用旋鈕進(jìn)行調(diào)整。
解析:若B點(diǎn)接示波器Y輸入,C點(diǎn)接示波器的地接線柱.“"輸入的為內(nèi)部提供的交流信號(hào)。
答案:(1)當(dāng)觸點(diǎn)P偏離平衡位置位移為x,其到D點(diǎn)的電阻為,所以加在其兩端的電壓為
(2)B點(diǎn)接示波器Y輸入,C點(diǎn)接示波器的地接線柱.“”,“外X”,“X增益旋鈕”,“豎直位移旋鈕”。
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