沪科版选修3-1 物理：21认识和使用示波器（同步练习）

高中物理（沪科版）选修3-1课时练
§2.1认识和使用示波器 （A）
班别 姓名 学号 成绩
（一）示波器实验
1．在开启示波器前，应进行的操作是：
（1）辉度旋钮 。
（2）竖直位移和水平位移旋钮转到 。
（3）衰减调节旋钮置于 。
（4）扫描范围置于 。
2．关机前必须进行的操作是 。
3．观察扫描情况时，应进行的操作是：
（1）扫描范围旋钮应置于 。
（2）X增益旋钮 。
（3）扫描微调旋钮 。
（4）在看到亮斑从左到右移动时，若顺时针旋转扫描微调旋钮时，会看到
。
（5）顺时针旋转X增益，会看到亮线的长度 。
4．在观察竖直方向偏移情况时，应进行的操作是：
（1）扫描范围旋钮置于 ，交直流选择开关 ，调节竖直位移旋钮使亮斑处于 。
（2）减小衰减挡时，会发现亮斑 。
（3）将Y增益旋钮顺时针慢慢转动时，会发现亮斑在竖直方向上的偏移距离 。
（4）Y输入的电压增大时，会发现亮斑在竖直方向上的偏移距离 。
（5）改变“Y输入”与“地”的相对极性，会发现亮斑 。
5．在观察按正弦规律变化的电压图线时，应进行的操作是：
（1）扫描范围旋钮应置于 。
（2）衰减调节旋钮置于 。
（3）若在光屏上看不到完整的正弦曲线时，应调节 。
（4）为增大调节正弦曲线的水平长度应调节 ，改变正弦曲线在竖直方向的高度时，可调节 。
（5）将同步旋钮由“+”改置于“-”后，看到的正弦曲线形状是 。
6．在观察按正弦规律变化的电压图线时，只看到一个完整的正弦波形，现欲在荧光屏上看到三个正弦波形，应调节（ ）
（A）扫描频率旋钮（B）扫描微调旋钮（C）衰减旋钮（D）X增益旋钮
7．本实验中，某同学欲要求先在荧光屏上调出亮斑，为此，他进行了以下操作：首先将辉度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移和水平位移旋钮转到某位置，将衰减调节旋钮置于1000挡，扫描范围旋钮置于“外X”挡。然后打开电源开光（指示灯亮），过2min后，顺时针旋转辉度调节旋钮，结果屏上始终无亮斑出现，经检查示波器完好，那么，他应再调节下列哪个旋钮才有可能在屏上出现亮斑（ ）
（A）竖直位移旋钮（B）水平位移旋钮（C）聚焦调节旋钮（D）辅助聚焦旋钮
8．如果实验过程中在示波器光屏上发现水平方向有一亮斑自左向右的移动图形，现要使它在水平方向上出现一条直线的方法是（ ）
（A）逆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，减小扫描频率
（D）调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率
9．用示波器观察某电压信号时，发现屏上的图象不稳定，那么应如何调节才能使图象稳定？
10．欲使示波器光屏上出现一条竖直亮线，应怎样调节示波器？
11．使用示波器观察扫描情况时，发现荧光屏上有一亮点，但看不到水平亮线，而机内无故障，此时应检查哪些旋钮？
12．如图（一）所示为一信号源。（1）若要观测此信号源发出的正弦交流信号，应将信号源的a端与示波器板上的 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（二）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3个完整的波形，应调节 旋钮。
13．用示波器可以测量直流电压。当输入电压为50mV时，亮斑恰好偏移一格，以此为标准，就可以根据亮斑偏移的格数计算电压值。现要测量一节干电池的电压。（1）写出操作步骤；（2）将“衰减”旋钮分别置于“10”、“100”挡时，亮斑偏移的格数n分别是多少？（设一节干电池的电压为1.5V）
（二）示波器的应用
1．如图所示为示波器示意图（图略），电子枪中炽热的金属丝可以发射电子，初速度很小，可视为零。电子枪的加速电压为U0，紧挨着是偏转电极YYˊ和XXˊ，设偏转电极的极板长为L1，板间距离均为d，偏转电极XXˊ的右端到荧光屏的距离为L2，电子电量为e，质量为m，（不计偏转电极YYˊ和XXˊ两者之间的距离），在YYˊ、XXˊ偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标的原点。求：（1）若只在YYˊ偏转电极上加上UYYˊ=U1（U1>U2），则电子到达荧光屏上的速度多大？（2）在第（1）问中，若再在XXˊ偏转电极上加上UXXˊ=U2（U2>0），试在荧光屏上标出亮点的大致位置，并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值。
2．如图所示，图（一）是示波器原理图（图略）。它是由电子枪、竖直偏转电极YYˊ、水平偏转电极XXˊ和荧光屏组成。电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点，若亮点移动很快，由于视觉暂留关系，能在荧光屏上看到一条亮线。
（1）如果只在偏转电极YYˊ上加上图（三）所示的电压，试由图（二）证明荧光屏上亮点的偏移也按正弦规律变化，并在图（四）上画出所观察到的亮线的形状（设偏转电压频率较高）；
（2）如果只在偏转电极XXˊ上加上图（五）所示的电压，试在图（六）上画出所观察到的亮线的形状；
（3）如果在偏转电极YYˊ上加上Uy=Um sint的电压，同时在偏转电极XXˊ上加上图（七）所示的电压，试在图（八）上画出观察到的亮线的形状。
3．示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏显示出被检测的电压波形，它的工作原理如图（一）所示，真空室中电极k发出的电子（初速度为零），经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B的中心线射入板中，板长是L，相距为d，在两板间加上如图（二）所示的交流电压，前半个周期内B板的电势高于A板的电势。在每个电子通过极板的极短时间内，电场视为恒定。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时，使屏以速度v沿-x轴方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动。求：（1）电子进入AB板时的初速度；（2）要使所有的电子都能打在荧光屏上，图（二）中电压的最大值U0需要满足什么条件？（3）要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置？计算这个波形的峰值和长度。并在图（三）所示的坐标系中画出这个波形。
参考答案
（一）示波器实验
1．（1） 逆时针旋转到底 ；（2）中间位置；（3）最大挡（1000挡）；（4）外“X”挡
2．将辉度调节旋钮逆时针转到底，再断开电源开关
3．（1）最低挡 ；（2）顺时针转到1/3处；（3）先逆时针转到底，当看到亮斑从左到右移动时，再顺时针旋转；（4）亮斑移动加快，越顺时针转动扫描微调旋钮，亮斑移动越快，并很快成为一条亮线；（5）随之改变（变长）
4．（1 外“X”挡 ，拨到DC位置 ，荧光屏的中心；（2）竖直方向上偏移逐渐增大；
（3）逐渐增大；（4）增大；（5）在竖直方向上的偏移与原来相反。
5．（1）第一挡“10挡” ；（2）置于 ； （3） 扫描微调旋钮；（4）X增益旋钮 ， Y增益旋钮 ；（5） 。
6．B；7.AB；8.D;
9. 先把扫描范围旋钮置于合适挡位，再调节扫描微调旋钮
10. 在屏上出现亮线（或亮斑）的前提下，将扫描旋钮置于外X挡，衰减调节旋钮置于“∞”挡;或者在其他挡位，可以从“Y输入”加一变化较快的电压。
11. 扫描范围旋钮是否置于外“X”挡，X增益是否逆时针旋转到底，衰减旋钮是否置于最高挡，扫描微调旋钮是否逆时针旋转到底。
12.（1）做好预热准备调好聚焦后。
A 按图示电路，将干电池正极与“Y输入”相连，将干电池的负极与示波器的“地”相连；
B 把扫描范围旋钮置于“外X”挡，“DC”、“AC”开关置于“DC”位置；
C 调节水平位移、竖直位移旋钮使亮斑位于荧光屏的中心；
D 将“衰减”旋钮置于“10”，观察亮斑偏移屏中心的格数；
E 将“衰减”旋钮置于“100”，观察亮斑偏移屏中心的格数。
重复E、F步骤，再将观察结果记录在自己设计的表格中。
（2）当“衰减”旋钮置于“10”时，按照公式U=n×50×10，求得n=3，即光斑在屏上向上偏移3格；当“衰减”旋钮置于“100”时，按照公式U=n×50×100，求得n=0.3，即光斑在屏上向上偏移0.3格
w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
图（二）
a
b
图（一）
x
y
+
-
yˊ
Y
图（二）
Yˊ
t
O
t
O
Ux
图（三）
图（七）
Uy
图（五）
图（六）
图（四）
A
B
S
K
O
y
x
D
图（一）
u
t
O
y
x
O
U0
-U0
图（二）
图（三）