2024-2025學(xué)年高中物理第二章交變電流3示波器的使用教案教科版選修3-2

PAGE9-練習(xí)運(yùn)用示波器課題練習(xí)運(yùn)用示波器教化教學(xué)目標(biāo)(學(xué)問與技能、過程與方法情感看法與價(jià)值觀)

1）

知道示波器面板上各按鈕的名稱及功能；了解示波器的工作原理；

駕馭示波器的基本調(diào)整方法；可以用示波器測量電學(xué)中的一些物理量；能解決簡潔的物理問題。

2）

從示波器的實(shí)際運(yùn)用引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愛好；再采納講授法介紹試驗(yàn)?zāi)康?、器材及示波器原理示波器。在試?yàn)整個(gè)過程不斷提出問題可加深學(xué)生對示波器的理解也學(xué)會(huì)運(yùn)用。

3）

通過試驗(yàn)的演示，讓學(xué)生體驗(yàn)示波器運(yùn)用的試驗(yàn)過程，產(chǎn)生主動(dòng)的情感體驗(yàn)；通過運(yùn)用示波器提問解決實(shí)際物理問題來提高他們的愛好。教學(xué)重

點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)

：示波器面板上各個(gè)旋鈕的名稱和作用、運(yùn)用示波器視察波形及試驗(yàn)留意事項(xiàng)。

教學(xué)難點(diǎn)：示波器試驗(yàn)原理的理解，用示波器去分析解決實(shí)際物理問題。教學(xué)策略及創(chuàng)建性教學(xué)的設(shè)

計(jì)教法選擇、學(xué)法指導(dǎo)：預(yù)習(xí)→探討→進(jìn)行試驗(yàn)→解決問題→歸納。

2.

試驗(yàn)器材：學(xué)生示波器、干電池、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線等。

3．教學(xué)課件：示波器面板課件、模擬電壓波形圖等等。

教學(xué)內(nèi)容（包括德育滲透、教學(xué)方法、教學(xué)手段、學(xué)法指導(dǎo)等）分析、評價(jià)反思、體會(huì)導(dǎo)入新課

示波器是一種常用的電子儀器，它能干脆視察探討各種電信號隨時(shí)間變更的狀況，比如：振動(dòng)、溫度、光等等隨時(shí)間的變更，可以通過各種傳感器轉(zhuǎn)化成電壓的變更，然后用示波器來探討，因而示波器是進(jìn)行科學(xué)探討以及檢測、修理各種電子儀器的重要工具。

問題1：聲音是由物體振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的，如何用示波器觀測聲音信號?

解析：用話筒將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，再輸入給示波器，這種就可以用示波器觀測聲音信號了。

新課教學(xué)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．了解示波器的原理。2．知道示波器面板上各個(gè)旋鈕的名稱和作用。

3．會(huì)運(yùn)用示波器視察交變電壓的波形。

二、試驗(yàn)器材

學(xué)生示波器、干電池、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線等。

三、試驗(yàn)原理

1．示波器的構(gòu)造和工作原理

（1）示波器的構(gòu)造

示波器的核心部分是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏三部分組成，管內(nèi)抽成真空，如圖所示。

（2）示波器的工作原理

示波管內(nèi)的電子槍放射電子，電子被加速電場加速后，進(jìn)入豎直、水平的兩對偏轉(zhuǎn)電極，當(dāng)兩對電極都沒有加電壓時(shí)，電子束將沿直線運(yùn)動(dòng)打在熒光屏，在屏上出現(xiàn)亮點(diǎn)，若在x、y軸加上不同的偏轉(zhuǎn)電壓，電子將發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)，然后打到熒光屏的，并在屏上不同位置出現(xiàn)亮點(diǎn)，可分下面四種狀況，利用課件進(jìn)行模擬：

①兩偏轉(zhuǎn)電極不加電壓：電子作直線運(yùn)動(dòng)打在熒光屏的中心

②水平偏轉(zhuǎn)電極加電壓，豎直偏轉(zhuǎn)電極不加電壓：電子向水平偏轉(zhuǎn)電極的正極偏轉(zhuǎn)

③水平偏轉(zhuǎn)電極不加電壓，豎直偏轉(zhuǎn)電極加電壓：電子向豎直偏轉(zhuǎn)電極的正極偏轉(zhuǎn)

④兩偏轉(zhuǎn)電極同時(shí)加電壓：電子將打在熒光屏的什么位置呢?提出問題介紹示波器的構(gòu)造。

分析示波器的工作原理。問題2：電子槍放射出的電子打在熒光屏上時(shí)，會(huì)在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑，假如在熒光屏上得到如圖所示的亮斑P，那么示波管中的

(

)極板X應(yīng)帶正電

B.極板X，應(yīng)帶正電

C.極板Y應(yīng)帶正電

D.極板Y，應(yīng)帶正電

答案：BC

（2）示波器波形的顯示

如何把波形顯示在示波屏上呢?

機(jī)械振動(dòng)有一個(gè)試驗(yàn)演示過的沙斗試驗(yàn)，如圖下左圖所示，沙斗在y軸方一直回振動(dòng)其漏出的細(xì)沙只能在一條線上，只有當(dāng)一塊薄板沿x軸方向勻速移動(dòng)，振動(dòng)著的沙斗漏出的細(xì)沙才在薄板上畫出一正弦的曲線．

與該原理類似，在示波屏上要顯示溝通電壓信號的波形，也還須加一個(gè)沿x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)的電壓信號，為此在示波管中安裝了掃描發(fā)生器，其目的是為了產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波，如圖上右所示。

當(dāng)水平偏轉(zhuǎn)板上不加電壓時(shí)，亮點(diǎn)在中心，若加上如圖示的鋸齒電壓時(shí)，隨著電壓的增大，亮點(diǎn)從左向右移動(dòng)，其次個(gè)周期中，同上移動(dòng)，若周期

T

很小，由于眼睛的視覺暫留，在示波器屏幕上出現(xiàn)一條亮線。

當(dāng)豎直偏轉(zhuǎn)板上同時(shí)加如圖示的正弦電壓時(shí)，由位移的合成，若Tx

=

Ty則在示波器屏幕上出現(xiàn)一個(gè)正弦波。若Tx

=

nTy（

n為整數(shù)）則在示波器屏幕上出現(xiàn)n個(gè)正弦波。這就是示波器波形顯示的原理。

四．試驗(yàn)步驟

1．相識示波器的面板

如圖是J2459型示波器的面板，其各旋鈕開關(guān)的名稱、作用應(yīng)熟識．

①輝度調(diào)整旋鈕—用來調(diào)整像亮度

②聚焦調(diào)整旋鈕

③協(xié)助聚集旋鈕—兩者協(xié)作運(yùn)用使圖線線條清楚

④電源開關(guān)

⑤指示燈

⑥豎直位移旋鈕

⑦水平位移旋鈕――分別用來調(diào)整圖像在豎直和水平方向的位置

⑧Y增益旋鈕

⑨X增益旋鈕——分別用來調(diào)整圖象在豎直和水平方向的幅度

⑩衰減旋鈕——指加在偏轉(zhuǎn)電極上的信號按開關(guān)上的倍率衰減．“∞”表示機(jī)內(nèi)給豎直方向供應(yīng)正弦變更的電壓

⑾掃描范圍旋鈕——用來變更掃描電壓的頻率范圍，掃描范圍旋鈕分第一擋(10Hz～100Hz)、其次擋(100Hz～1kHz)、第三擋(1kHz～10kHz)、第四擋(10kHz～100kHz)四檔，其中的“外X”表示機(jī)內(nèi)掃描發(fā)生器停止工作，機(jī)外輸入的掃描信號“X輸入”供應(yīng)水平掃描。

⑿掃描微調(diào)旋鈕——使掃描電壓頻率在選定范圍內(nèi)連續(xù)變更。

⒀Y輸入、X輸入、地――對應(yīng)方向的輸入接線柱和公共接地接線柱。

⒁交直流選擇開關(guān)--"DC"表示直流，“AC”表示溝通，“AC”只能通過溝通信號，不能輸入直流信號。

⒂同步極性開關(guān)：置“＋”時(shí)掃描發(fā)生器由被測信號正半周同步，置“－”時(shí)由負(fù)半周同步。

2．練習(xí)運(yùn)用各種基本調(diào)整

(1)運(yùn)用示波器在接通電源之前，應(yīng)將開關(guān)或限制器置于適當(dāng)位置，如下表：限制器或開關(guān)放置位置電源開關(guān)關(guān)(扳向下方)¤逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)究竟⊙

居中〇居中↓↑

居中←

→居中掃描范圍外X掃描微調(diào)隨意交直流選擇開關(guān)隨意衰減1000Y增益

逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)究竟Y輸入，X輸入，地不接

X增益逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)究竟同步開關(guān)隨意(2)視察熒光屏上的亮斑的形態(tài)亮度并進(jìn)行調(diào)整

老師提出試驗(yàn)要求：使亮斑居中且亮點(diǎn)最小亮度適中，如右圖所示。在老師進(jìn)行演示的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)試驗(yàn)流程，并進(jìn)行試驗(yàn)。

屏上的輝度調(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”。

②打開電源，預(yù)熱1～2分鐘。

③調(diào)整輝度，使亮度適中。

④調(diào)整聚焦和協(xié)助聚焦，使亮斑最小。

⑤調(diào)整豎直位移、水平位移，使亮斑移動(dòng)。

思索1：打開電源開關(guān)后，為什么要預(yù)熱1—2分鐘后再起先運(yùn)用?

答：示波管中的電子槍須要預(yù)熱，才有電子放射出來。

2．調(diào)整亮斑前，為什么要先把輝度旋鈕反轉(zhuǎn)究竟?

豎直、水平位移旋鈕調(diào)到中間位置?衰減置于最高擋?掃描置于“外X”擋?

答：以免開機(jī)時(shí)亮度太大損壞示波管；使圖象位于屏幕中心；使波形不要太大，超出屏幕范圍；不加掃描電壓，圖象在水平中心位置。

具體操作：先把示波器的輝度調(diào)整旋鈕反時(shí)針轉(zhuǎn)究竟，豎直位移旋鈕和水平位移旋鈕旋轉(zhuǎn)到中間位置，衰減調(diào)整旋鈕置于最高擋，掃描范圍旋鈕置于“外X”擋．打開電源開關(guān)，指示燈亮，預(yù)熱一兩分鐘后，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)輝度調(diào)整旋鈕．屏上即出現(xiàn)一個(gè)亮斑，亮斑的亮度要適中．留意不應(yīng)使亮斑過亮，特殊是亮斑長時(shí)間停留在屏上不動(dòng)時(shí)，應(yīng)把亮度減弱，以免損傷熒光屏，削減示波管的運(yùn)用壽命．旋轉(zhuǎn)聚焦調(diào)整旋鈕和協(xié)助聚焦調(diào)整旋鈕，視察亮斑的變更，使亮斑最圓最?。D(zhuǎn)豎直位移旋鈕，視察亮斑的上下移動(dòng)．旋轉(zhuǎn)水平位移旋鈕，視察亮斑的左右移動(dòng)。

問題3：如圖所示，為示波器面板，其屏上顯示了一亮度很低、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)整＿＿＿＿＿＿＿旋鈕．

(2)若要屏上波形線條變細(xì)且邊緣清楚，應(yīng)調(diào)整＿＿＿＿＿＿旋鈕．

(3)若要將波形曲線調(diào)至屏中心，應(yīng)調(diào)整＿＿＿＿與＿＿＿＿＿旋鈕

答案：(1)輝度(或?qū)憺椤?

(2)聚焦(或?qū)憺椤?

(3)豎直位移(或?qū)憺椤?

水平位移(或?qū)憺椤?

問題4：某同學(xué)欲按要求先在熒光屏上調(diào)出亮斑，為此他進(jìn)行了如下操作：首先將輝度調(diào)整旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)究竟，豎直位移和水平位移旋鈕轉(zhuǎn)到某位置，將衰減調(diào)整旋鈕置于1000擋，掃描范圍旋鈕置于“外X”擋，然后打開電源開關(guān)(指示燈亮)，過2

min后，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)輝度調(diào)整旋鈕，結(jié)果屏上始終無亮斑出現(xiàn)(示波器完好)．那么他應(yīng)再調(diào)整下列哪個(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)整旋鈕

D.協(xié)助聚焦旋鈕

答案：（AB）

(3)視察掃描并進(jìn)行調(diào)整

老師提出試驗(yàn)要求:要使亮斑從左到右移動(dòng).亮線約為熒光屏寬度的1/2,讓學(xué)生自行調(diào)試，老師引導(dǎo)學(xué)生先設(shè)計(jì)好試驗(yàn)流程。

試驗(yàn)流程如下：（老師歸納時(shí)投影）

①調(diào)整x增益至1/3處，掃描頻率至最低，視察亮斑移動(dòng)

②增大掃描頻率，視察亮線

③調(diào)整X增益，視察亮線長度變更

具體操作：把X增益旋鈕順時(shí)針轉(zhuǎn)到三分之一處，掃描微調(diào)旋鈕反時(shí)針轉(zhuǎn)究竟，掃描范圍旋鈕置于最低擋，可以看到掃描的情形：亮斑從左向右移動(dòng)，到右端后又很快回到左端．順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掃描微調(diào)旋鈕以增大掃描頻率，可以看到亮斑快速移動(dòng)成為一條亮線．調(diào)整X增益旋鈕，可以看到亮線長度的變更。

(4)

視察亮斑在豎直方向的偏移并進(jìn)行調(diào)整

老師提出試驗(yàn)要求:

亮斑處于中心點(diǎn)的正上方如右圖;②變更豎直電壓,視察亮斑的移動(dòng);

③使亮斑處于中心點(diǎn)的正下方.

在老師提出試驗(yàn)要求①后，在老師根據(jù)如圖所示的試驗(yàn)電路進(jìn)行演示的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)試驗(yàn)流程進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)。

試驗(yàn)流程如下：①掃描范圍調(diào)整“外X”

②交直流開關(guān)置于“DC”位置

③輸入直流電壓視察亮斑的移動(dòng)

④變更電壓正負(fù)極，再次視察

具體操作：現(xiàn)在給豎直方向加一個(gè)直流電壓，把掃描范圍旋鈕置于

“外X”擋，使亮斑位于屏的中心，把“DC、AC”開關(guān)置于“DC”位置。照圖連接電路，直流電源用一兩節(jié)干電池即可．逐步減小衰減擋，視察亮斑的向上偏移，再調(diào)整y增益使亮斑偏移一段適當(dāng)?shù)木嚯x，調(diào)整變阻器變更輸入電壓，可以看到亮斑的偏移隨著變更，電壓越高，偏移越大。調(diào)換電池的正負(fù)極，變更輸入電壓的方向，可以看到亮斑改為向下偏移。

(5)視察正弦電壓圖線

老師提出試驗(yàn)要求:調(diào)出正弦電壓圖線.如右圖所示.該試驗(yàn)步驟讓學(xué)生自行調(diào)試，老師引導(dǎo)學(xué)生先設(shè)計(jì)好試驗(yàn)流程。

試驗(yàn)流程如下：（老師歸納時(shí)投影）

①掃描范圍調(diào)至第一檔，衰減調(diào)至“∞”

②調(diào)整掃描微調(diào)，屏上出現(xiàn)完整的正弦曲線．

③調(diào)整X、Y增益，使曲線變更

④轉(zhuǎn)換同步極性，視察波形的變更

具體操作：把掃描范圍旋鈕置于第一擋(10Hz～100Hz)，把衰減調(diào)整旋鈕置于“∞”擋，即由機(jī)內(nèi)供應(yīng)豎直方向的按正弦規(guī)律變更的電壓，調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕，使屏上出現(xiàn)完整的正弦曲線。調(diào)整y增益和X增益，使曲線形態(tài)沿豎直或水平方向發(fā)生變更。把同步極性選擇開關(guān)置于“+”位置，正弦曲線從正半周起先，如圖甲所示．置于“－”位置，正弦曲線從負(fù)半周起先，如圖乙所示。

問題5：

某學(xué)生用示波器視察按正弦規(guī)律變更的電壓圖象時(shí)，他將衰減旋鈕置于“∞”檔，將旋鈕置于第一檔（10—100Hz），把同步極性選擇開關(guān)置于“+”位置，調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕，在屏幕上出現(xiàn)了如圖甲所示的正弦曲線，后來他又進(jìn)行了兩步調(diào)整，使圖象變成如圖乙所示的曲線，這兩步調(diào)整可能是（

）

A.

將衰減調(diào)整旋鈕換檔并調(diào)整標(biāo)有“↑↓”的豎直位移旋鈕

B.

將衰減調(diào)整旋鈕換檔并調(diào)整Y增益旋鈕

C.

調(diào)整掃描范圍旋鈕和調(diào)整Y增益旋鈕

D.

將同步極性選擇開關(guān)置于“－”位置并調(diào)整Y增益旋鈕

問題6：用示波器視察頻率為900

Hz的正弦電壓信號。把該信號接入示波器Y輸入。

①當(dāng)屏幕上出現(xiàn)如下圖所示的波形時(shí)，應(yīng)調(diào)整

＿＿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)整

鈕或

鈕，或這兩個(gè)鈕協(xié)作運(yùn)用，以使正弦波的整個(gè)波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi)。

②如須要屏幕上正好出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波形，應(yīng)將

鈕置于

位置，然后調(diào)整＿＿鈕。

答案：①豎直位移

衰減

Y增益

②掃描范圍

100－1K擋或其次擋(100Hz～1kHz)

掃描微調(diào)

五．留意事項(xiàng)

1．留意愛護(hù)熒光屏

①開機(jī)前或試驗(yàn)完畢前，把輝度調(diào)整旋扭逆時(shí)針轉(zhuǎn)究竟。

②運(yùn)用過程中不應(yīng)使光斑過亮。

③光斑長時(shí)間不動(dòng)時(shí)留意減小亮度。

2．留意愛護(hù)示波器電子管陰極：不頻繁開機(jī)、關(guān)機(jī)，短時(shí)間不用時(shí)

不必關(guān)機(jī)，只需將輝度旋扭逆時(shí)針轉(zhuǎn)究竟。

3．留意愛護(hù)電子管和分阻電壓：Y軸輸入電壓不得超過400V。

4．示波器波形受外界干擾時(shí)，將機(jī)殼接地。

六．課堂小結(jié)

1.了解示波器的結(jié)構(gòu)和原理。

2．相識了示波器面板上各個(gè)旋鈕的名稱和作用。

3.學(xué)會(huì)用示波器視察信號。

察熒光屏上的亮斑亮度并進(jìn)行調(diào)整②視察掃描并進(jìn)行調(diào)整

③視察亮斑在豎直方向的偏移并進(jìn)行調(diào)整

④視察正弦電壓圖線

分析、評價(jià)反思、體會(huì)

課堂練習(xí)類比說明：示波器波形顯示的原理。示波器的面板各旋鈕開關(guān)的名稱、作用用實(shí)物投影展示．接通電源之前，開關(guān)或限制器置于適當(dāng)位置應(yīng)當(dāng)提示學(xué)生留意。老師提出試驗(yàn)要求，指導(dǎo)學(xué)生按試驗(yàn)流程進(jìn)行試驗(yàn)。進(jìn)行課堂練習(xí)，檢查學(xué)生試驗(yàn)的效果。老師提出試驗(yàn)要求，引導(dǎo)學(xué)生先設(shè)計(jì)好試驗(yàn)流程后進(jìn)行試驗(yàn)。老師提出試驗(yàn)要求，引導(dǎo)學(xué)生先設(shè)計(jì)好試驗(yàn)流程后進(jìn)行試驗(yàn)

通過課堂練習(xí)，檢查學(xué)生試驗(yàn)的效果。示波器運(yùn)用的留意事項(xiàng)，在試驗(yàn)教學(xué)過程中分開提出，提示學(xué)生留意。教學(xué)反思：本節(jié)“練習(xí)運(yùn)用示波器”的內(nèi)容，示波器面板上的旋鈕許多，在給學(xué)生講解之前，老師自己肯定要知道每個(gè)旋鈕的功用以及它的具體的運(yùn)用方法，操作規(guī)范。在本節(jié)的教學(xué)中，我利用多媒體讓學(xué)生通過觀看演示試驗(yàn)視頻來了解示波器的面板旋鈕及其作用，熟