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文本内容:
河南科技大学实验教学教案课程名称大学物理实验A指导教师李海生实验名称示波器的工作原理与使用实验学时3每次实验组数3每组人数1-2实验类型综合实验目的和要求
1.了解示波器的主要结构和基本工作原理
2.学会使用示波器和__发生器
3.学会用示波器观察__波形
4.学会用示波器观察李萨如图形并测量市电频率实验设备及器材双踪示波器功率型函数__发生器小型变压器(输出电压6伏)实验原理当在y板上加一交变__时,在屏上将看到一条竖直亮线若要观察交变__的波形,需在x板上加一锯齿波扫描电压,此电压由示波器内部提供由于采用触发扫描方式,使得每一次扫描的起点位置都相同,因而得到的波形是稳定的若在x板和y板上分别加上正弦__,当他们的频率比为整数比时,屏上显示的稳定波形称为李萨如图形并满足下列关系实验内容熟悉示波器和__发生器各旋钮和按键的功能观察波形测三角波的频率,并与__发生器读出的实际频率相比较求相对误差用李萨如图形测市电频率学生实验报告要求做实验前应撰写预习报告在做实验中认真记录实验数据下课后将实验数据整理计算,写入实验报告,并分析实验误差,总结实验结果注意事项1.使用示波器时,光点亮度不能太强,而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一个位置上在实验过程中,如果短时间不使用示波器,可将“辉度”旋钮调到最小,不要经常通断示波器的电源,以免缩短示波管的使用寿命2.示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角度,使用时应轻轻地缓缓旋转,不能用力过猛,旋转不动即不要再旋河南科技大学实验教学教案首页预习及实验课前提问1.示波器中第一阳极和第二阳极的作用分别是什么?解答第二阳极电位比第一阳极高,当第一阳极与第二阳极间电位差调节合适时,电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用,使屏上光斑成为明亮、清晰的小圆点,面板上的“聚焦”旋钮是用来调节第一阳极电位的,所以,第一阳极又称为聚焦阳极第二阳极称为加速阳极有些示波器还有“辅助聚焦”旋钮,是用来调节第二阳极电位的2.锯齿波如何形成?解答如果只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压,则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动,如果电压频率较高,则看到的将是一条竖直亮线要显示出波形,必须同时在水平偏转板上加一个扫描电压,使电子束的亮点同时沿着水平方向拉开这种扫描电压的特点是电压随时间成线性关系增加到最大值,然后突然回到最小,此后再重复地变化扫描电压随时间变化的关系曲线形同“锯齿”,故称“锯齿波”3.扫描图形在荧光屏上显示向左或向右__的波形,___?如何使其稳定?解答要在示波器荧屏上获得稳定的波形,被测__的频率必须为扫描电压(锯齿波)频率的整数()倍,即有,如果被测__与锯齿波两者频率不满足上述整倍数的关系,每次扫描显示的图形就不能重合,结果荧光屏上呈现向左或向右__的波形,这样就难以对__进行观察和测量必须设法调节使两者频率自动保持整数比实验原理示波器的结构主要由示波管、垂直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步电路等组成示波管是示波器的心脏部分,它是由电子枪、偏转系统、荧光屏构成从电子枪发射出的电子束,经过加速电极和聚焦电极打到荧光屏上,形成一亮点在偏转板上加适当电压,电子束的运动方向将发生偏转当在y板上加一交变__时,在屏上将看到一条竖直亮线若要观察交变__的波形,需在x板上加一锯齿波扫描电压,此电压由示波器内部提供由于采用触发扫描方式,使得每一次扫描的起点位置都相同,因而得到的波形是稳定的若在x板和y板上分别加上正弦__,当他们的频率比为整数比时,屏上显示的稳定波形称为李萨如图形频率比不同,李萨如图形的形状也不同该图形在水平方向的切点数和图形在垂直方向的切点数与频率之间存在下列规律即其中可由__发生器读出,可在李萨如图形中数出实验内容
1.用示波器观测波形1对照实验原理中的仪器介绍部分熟悉示波器和__发生器各旋钮和按键的功能2调节__发生器输出一个电__,输出频率最好≥500Hz,观察__发生器输出的正弦波、方波、三角波波形
2.将微调旋钮27逆时针旋足即置于校准位置,根据扫描速度旋钮
(26)的指示值测上述三角波的频率,并与__发生器读出的实际频率相比较求相对误差
3.测量小变压输出__的峰峰值
4.用李萨如图形测市电频率1将__发生器电压输出端接入示波器的CH1X,将待测__由50HZ输出端提供接入CH2Y2调节示波器,使之处于“X-Y”工作方式3选择__发生器的合适量程,改变输出频率,使之产生符合下表要求的李萨如图形,由此计算市电频率注意事项1.认真阅读附录中有关仪器的介绍,掌握所使用的示波器、__发生器面板上各旋钮的作用后再操作2.为了保护荧光屏不被灼伤,使用示波器时,光点亮度不能太强,而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一个位置上在实验过程中,如果短时间不使用示波器,可将“辉度”旋钮调到最小,不要经常通断示波器的电源,以免缩短示波管的使用寿命3.示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角度,使用时应轻轻地缓缓旋转,不能用力过猛,旋转不动即不要再旋4.实验结束时关闭示波器及__源电源数据记录与处理1.测三角波频率把扫描微调旋钮锁定,扫描旋钮置
0.2ms位置,测得三角波一个周期的长度为
5.0格__发生器的频率为=
1.001kHz该三角波的周期为T=
0.2ms×
5.0=
0.10ms其频率为=1/T=1/.010=
1.000kHz相对误差为E=
0.1%
2.测量小变压器输出的正弦波的电压峰值将Y轴衰减微调旋钮锁定,衰减旋钮置5V/div位置,测得正弦波峰峰之间的长度为
3.6格该正弦波的峰峰值为U=5×
3.6=
18.0V其峰值为U=
18.0/2=
9.0V其有效值为U=
6.36V
3.利用李萨如图形测市电频率置示波器为X-Y工作方式,改变__发生器的输出频率,使之产生符合下表切点比要求的李萨如图形,由此计算出市电频率nx∶ny2∶11∶12∶31∶21∶3/Hz
24.
9850.
1675.
0399.
86150.21×李萨如图形/Hz
50.
0250.
1649.
9649.
9350.07/Hz
50.03思考题1.如果打开示波器的电源开关后,在屏幕上既看不到光点又看不到扫描线,可能有哪些原因?应分别怎样调整?答光点亮度太暗,调节亮度旋钮有__加在示波器的__输入端且__幅度较大超出了当前Y轴的量程使得光点超出了屏幕的范围,将电压档旋钮顺时针换个较高的电压档或者将__源移除水平或者垂直位置旋钮调整过度使得光点超出屏幕范围,调整水平和垂直方向的旋钮到中间位置附近2.如果轴__的频率比轴__的频率大得多,示波器上看到什么情形?相反,若比小很多,又会看到什么情形?答y轴__频率高会导致显示近似柱状,而x轴频率高则会在任一时刻看不到一个完整周期,高的离谱就近似一条直线了3.若被测__幅度太大(在不引起仪器损坏的前提下),则屏上看到什么情形?答一条条的竖线,因为幅度太大了屏幕显示不下调节V/div旋钮一般可以使品目上显示出完整波形,还可以调节示波器探头上的衰减开关PAGE2。