摘要:示波器是新大綱中明確規(guī)定學(xué)生應(yīng)該了解并學(xué)會(huì)使用的基本儀器,是高考卷中最具有活力和發(fā)展前途的試題類型,本文對(duì)《練習(xí)使用示波器》的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析探討,以期提高學(xué)生分析和解決實(shí)驗(yàn)問題的能力,達(dá)到事半功倍的效果。由于考生平時(shí)很少用或沒有用過示波器,更不能從原理上解決實(shí)際問題。本文從示波器的用途、示波器原理進(jìn)行介紹。
關(guān)鍵詞:示波器;電壓
1 示波器的用途
示波器是一種常用的觀察波形的電子儀器,利用它能直接觀察電訊號(hào)隨時(shí)間變化情況,對(duì)一些能夠轉(zhuǎn)化為電壓變化的非電學(xué)量的波形如速度、壓力等物理量也可以在示波器的熒光屏上進(jìn)行觀察。
2 示波管原理
如圖1為示波管構(gòu)造圖,示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成. 當(dāng)偏轉(zhuǎn)電極XX '和YY '不加電壓時(shí),電子槍發(fā)射出的電子打在熒光屏上,會(huì)在那里產(chǎn)生一個(gè)亮點(diǎn). 若在偏轉(zhuǎn)電極YY '上加電壓,電子將在豎直方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn),若在XX '上加電壓,電子將在水平方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而使亮斑的位置發(fā)生改變,當(dāng)所加電壓恒定時(shí),亮斑的位置是固定的. 當(dāng)所加電壓變化時(shí),亮斑的位置是移動(dòng)的,如果所加電壓變化很快,那么亮斑的位置變化就會(huì)很快,于是我們會(huì)看到一條亮線. 如果所加電壓是周期性變化的,則熒光屏上顯示的亮線也將隨周期發(fā)生變化。
原理簡析:
如圖所示,真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計(jì))經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,有小孔 S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入。A、B板長為 L,相距為 d,偏轉(zhuǎn)電壓為U2。電子穿過金屬板后,達(dá)到右側(cè)的熒光屏上,熒光屏到極板的距離為b,求打到熒光屏上的亮點(diǎn)距其中心的距離y為多少?
引申:如在兩極板加上一如圖的偏轉(zhuǎn)電壓,且在極板之間的飛行時(shí)間t 遠(yuǎn)小于電壓變化的周期T. 則亮點(diǎn)在熒光屏上的唯一隨時(shí)間的圖像如圖:
如果豎直YY'偏轉(zhuǎn)電壓隨時(shí)間成正弦規(guī)律變化,水平偏轉(zhuǎn)電壓XX'按鋸齒波規(guī)律變化,則亮點(diǎn)在熒光屏上的位移隨時(shí)間的圖像如圖所示:
思考:上圖是豎直T1和水平電壓T2的周期相同,如果2T1= T2圖像將會(huì)是什么樣?
如果掌握了示波器的原理那么對(duì)于示波器使用也就簡單了。