4.2 示波器的使用
示波器是一种显示各种电压波形的仪器，它利用被测信号产生的电场对示波管中电子运动的影响来反映被测信号电压的瞬变过程。由于电子惯性小，荷质比大，因此示波器具有较宽的频率响应，用以观察变化极快的电压瞬变过程，因而它具有较广的应用范围。
1．了解示波器的基本工作原理和结构。 2．学习示波器的基本使用方法。
3．学习使用示波器观察李萨如图形。
一．示波器的结构及工作原理
示波器一般由5个部分组成，如图4.2-1所示：(1)示波管；(2)扫描发生器；(3)同步电路；(4)水平轴和垂直轴放大器；(5)电源。
外同步输入
4.2-1示波器原理图
示波管是示波器中的显示部件。阴极K受灯丝F加热而发射电子，在控制栅极G上加相对于阴极为负的电压，调节其高低就能控制通过栅极的电子流强度，使荧光
屏上光迹的亮度(也称辉度)发生变化。因此，调节栅极的电位称为“辉度”调节。从栅极出来的这些电子受带正高压的加速阳极A1的加速，并经由A1、A2组成的聚焦系统，形成一束很细的高速电子流到达荧光屏。荧光屏上涂有荧光粉，它在这些高速电子的激发下发光。改变A2相对A1的电位，可以改变电子透镜的焦距，使其正好聚焦在荧光屏上，成为一个很小的亮点。因此，调节A2的电位，称为“聚焦”调节；示波管内装有两对互相垂直的平行板，若将正弦变化的信号只加在y1、y2偏转板上，荧光屏上将显示一条垂直亮线，而看不到正弦变化。如同时在x1、x2偏转板上加一与时间成正比增加的线性电压，电子束在作上下运动的同时，还必须作自左向右的匀速运动，这样，便在荧光屏上描出正弦曲线，如图2所示。
2．扫描于同步的作用
如果光点沿X轴正向匀速移动到右端后，又迅速回跳到左边原来的起始点，再重复X轴正向匀速移动，则在荧光屏上的光迹必与第一次重合，就能在荧光屏上看到稳定的波形，此过程称为“扫描”。获得扫描的方法是在x1、x2偏转板加上周期性变化的电压——锯齿波电压。要使荧光屏上显示出完整而稳定的波形，其条件是扫描电压的周期必须是加在y1、y2偏转板上信号电压周期的整数倍，稍有差异，波形就不稳定。为此，在示波器上专门设
置一种电路，控制扫描电压的频率fx，使fx随着被观测信号的频率fy变化，即用Y轴信号频率去控制扫描发生器的频率，使之始终满足整数倍的关系，此作用称为“同步”。
3．水平与垂直轴放大器
加在水平与垂直偏转板上的信号电压必须足够大，才能使电子束偏转一定角度。因此，必须将输入的弱信号经放大器放大，并用水平及垂直增幅旋钮来调节放大量。如输入信号过强，则需用分压电路进行衰减。
用以供给示波管及各部分电路所需的各种交直流电源。 二．李萨如图形。
如果在示波器的y轴与x轴上输入的都是正弦电压时，这时在荧光屏上看到的将是两个相互垂直的正弦运动的合成，我们称之为李萨如图形。
如果我们在某一李萨如图形的边缘上各作一条水平切线和一条垂直切线，并分别读出它们与图形相切的切点数，则加在y轴上的信号频率fy与加在x轴上的信号频率fx之比，等
于水平切线的切点数与垂直切线的切点数之比。即
水平切线上的切数点垂直切线上的切数点
一．认识示波器板面各有关控制件，并置于表4.2-1所列作用位置。接通电源，电源指示灯亮。分别调节亮度和聚焦旋钮；使光迹的亮度适中、清晰。调节电平旋钮使波形稳定。
二．用XD—2信号发生器作为信号源，取其频率为50Hz、60Hz、500Hz、6 000Hz、70000Hz，电压为lV的正弦信号通过连接电缆输至示波器的“Y1或Y2通道输入信号插座”端子。此时，适当选择“扫描时间因数选择开关”，调节“扫描时间因数微调”和“电平”，调出一个周期的稳定正弦波形。记录以上三个旋钮的位置。
三．在示波器的横偏和纵偏上分别加上正弦电压，观察fy/fx?1/2,2/1,3/1,3/2的李萨如图形。x轴的正弦信号用示波器本身的“50Hz 1Vp?p试验信号”，通过调节fy信号频率使图形较为稳定，记下此时fy的数值并画出相应的图形。
四．一般测量。测量位置信号的峰值电压和周期
1．如果示波器是良好的，但由于各个旋钮位置并未调好，荧光屏上看不见亮点。问哪几个旋钮不合适就可能造成这种情况?应该怎样操作才能找到亮点?
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示波器的原理和使用
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你可能喜欢& 验证动量守恒定律知识点 & “（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦...”习题详情
136位同学学习过此题，做题成功率83.8%
（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号．把该信号接入示波器Y输入．①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节竖直位移（或↑↓）&钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节衰减（或衰减调节）&钮或y增益&钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内．②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将扫描范围&钮置于1k挡位&位置，然后调节扫描微调&钮．（2）碰撞的恢复系数的定义为e=|ν2-ν1|ν20-ν10，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后物体的速度．弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞的e＜1．某同学借用验证动力守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量．实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O．第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置．第二步，把小球2&放在斜槽前端边缘处C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置．第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．上述实验中，①P点是在实验的第一步中小球1落点的&平均位置，M点是小球1与小球2碰后小球1落点的&平均位置，N点是小球2落点的&平均位置．②请写出本实验的原理小球从槽口C飞出后作平抛运动的时间相同，假设为 t，则有op=v10t，OM=v1t，ON=v2t，小球2碰撞前静止，即v20=0&，写出用测量量表示的恢复系数的表达式p<s．③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系？
本题难度：一般
题型：填空题&|&来源：2007-浙江
分析与解答
习题“（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号．把该信号接入示波器Y输入．①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节____钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节____钮或____钮，或这两个钮配...”的分析与解答如下所示：
（1）①图中，因波形失真，应调节竖直位移或↑↓钮使整个波形移动，以使波形完整．如果竖直位移过大或过小，都可以调节竖直位移旋钮，还可以通过调节y增益旋钮实现；②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，因为要观察频率为900Hz的正弦电压信号，应将扫描电压也调整为900Hz，所以应将扫描范围钮置于1k挡位位置，然后调节扫描微调钮．（2）①根据题意，可以得出三个点为小球的三个落地点的平均位置；②通过平抛运动的知识，先根据高度求时间，再根据水平位移求出三个速度；③两球碰撞过程动量守恒，球的质量影响碰撞后的速度，但不会影响碰撞前的速度，因而可以判断到底哪段水平分位移与质量有关．
（1）因波形失真，应调节竖直位移或↑↓钮使整个波形平移，以使波形完整；故答案为：竖直位移或↑↓，衰减或衰减调节，y增益；②如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节衰减或衰减调节钮或Y增益钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形被压缩，以使波形完整出现在屏幕内；故答案为：扫描范围，1k挡位，扫描微调；（2）①根据题意可知，P点是在实验的第一步中小球1落点的平均位置，M点是小球1与小球2碰后小球1落点的平均位置，N点是小球2落点的平均位置；故答案为：实验的第一步中小球1落点的，小球1与小球2碰后小球1落点的，N点是小球2落点的．②小球做平抛运动，高度决定时间，故时间相等，设为t，则有op=v10tOM=v1tON=v2t小球2碰撞前静止，即v20=0；因而碰撞系数为e=v2-v1v10-v20=ON-OMOP-0=ON-OMOP．故答案为：小球从槽口C飞出后作平抛运动的时间相同，假设为&t，则有op=v10t，OM=v1t，ON=v2t，小球2碰撞前静止，即v20=0；e=v2-v1v10-v20=ON-OMOP-0=ON-OMOP．③平抛运动高度决定时间，水平射程由初速度和时间共同决定，因而OP与小球的质量无关，但由于两球碰撞过程动量守恒，根据动量守恒定律平抛的初速度与小球的质量有关，因而OM和ON也与小球的质量有关；故答案为：OM与实验所用的小球质量没有关系，OP、ON与实验所用的小球质量有关系．
第一题是有关示波器的使用问题，一般复习资料上是没有的，要靠学习物理时做过实验并真正搞懂才能做对；第二题是由验证动量守恒定律的实验改进而来，关键要分析清楚实验的原理，同时要结合动量守恒定律和平抛运动的相关知识列式分析．
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（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号．把该信号接入示波器Y输入．①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节____钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节____钮或____钮，或...
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等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
验证动量守恒定律
与“（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号．把该信号接入示波器Y输入．①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节____钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节____钮或____钮，或这两个钮配...”相似的题目：
在“碰撞中的动量守恒”实验中，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，如图所示，设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2，则下列说法中正确的有&&&&第一、二次入射小球的落点依次是A、B第一、二次入射小球的落点依次是B、A第二次入射小球和被碰小球将同时落地m1AB=m2OC
如图，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．①试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量&&&&（填选项钱的序号），间接地解决这个问题A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程②图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是&&&&（填选项的符号）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1，m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM，ON③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为&&&&（用②中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞．那么还应满足的表达式为&&&&（用②中测量的量表示）．&&&&
在做“碰撞中的动量守恒实验”中：（1）用游标卡尺测量直径相同的入射球和被碰球的直径，测得结果如图1所示，该球的直径为&&&&cm．（2）实验中小球的落点情况如图2所示，入射球A与被碰球B的质量比mA：mB=3：2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比PA：PB=&&&&．
“（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦...”的最新评论
该知识点好题
1（1）用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意如图，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=2.68cm，OP=8.62cm，ON=11.50cm，并知A、B两球的质量比为2：1，则未放B球时A球落地点是记录纸上的&&&&点，系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差|p-p′|p=&&&&%（结果保留一位有效数字）．（2）一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100．用×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到&&&&档．如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是&&&&，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是&&&&Ω．（3）某研究性学习小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如图2所示的R-1L图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E=&&&&V，r=&&&&Ω．
2（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号．把该信号接入示波器Y输入．①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节&&&&钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节&&&&钮或&&&&钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内．②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将&&&&钮置于&&&&位置，然后调节&&&&钮．（2）碰撞的恢复系数的定义为e=|ν2-ν1|ν20-ν10，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后物体的速度．弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞的e＜1．某同学借用验证动力守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量．实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O．第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置．第二步，把小球2&放在斜槽前端边缘处C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置．第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．上述实验中，①P点是&&&&平均位置，M点是&&&&平均位置，N点是&&&&平均位置．②请写出本实验的原理&&&&，写出用测量量表示的恢复系数的表达式&&&&．③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系？
3某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图1中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从球斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上次操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹和图2所示，其中米尺水平放置，且平行于C、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐．（1）碰撞后B球的水平射程应取为&&&&cm（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：&&&&（填选项号）．（A）水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离（B）A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离（C）测量A球或B球的直径（D）测量A球和B球的质量（或两球质量之比）（E）测量G点相对于水平槽面的高度．
该知识点易错题
1（1）在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数．为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘．在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计．请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题．①帮助该同学完成实验设计．请你用低压直流电源（）、滑动变阻器（）、电流表（）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端．②若已知导轨间的距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1，记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x1；改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2，弹簧对应的长度为x2，则弹簧的劲度系数k=&&&&．（2）气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b．气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3．若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为&&&&、&&&&，两滑块的总动量大小为&&&&；碰撞后两滑块的总动量大小为&&&&．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．
2（1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号．把该信号接入示波器Y输入．①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节&&&&钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节&&&&钮或&&&&钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内．②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将&&&&钮置于&&&&位置，然后调节&&&&钮．（2）碰撞的恢复系数的定义为e=|ν2-ν1|ν20-ν10，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后物体的速度．弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞的e＜1．某同学借用验证动力守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量．实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O．第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置．第二步，把小球2&放在斜槽前端边缘处C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置．第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．上述实验中，①P点是&&&&平均位置，M点是&&&&平均位置，N点是&&&&平均位置．②请写出本实验的原理&&&&，写出用测量量表示的恢复系数的表达式&&&&．③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系？
3“验证动量守恒定律”的实验装如图所示，A，B是直径均为d，质量分别为mA和mB的两个小球．如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有 &&&&
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