以示波器為例談提高學生分析和解決實驗問題的能力

摘要：示波器是新大綱中明確規定學生應該了解并學會使用的基本儀器，是高考卷中最具有活力和發展前途的試題類型，本文對《練習使用示波器》的實驗進行分析探討，以期提高學生分析和解決實驗問題的能力，達到事半功倍的效果。由于考生平時很少用或沒有用過示波器，更不能從原理上解決實際問題。本文從示波器的用途、示波器原理進行介紹。

關鍵詞：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隨時間變化情況，對一些能夠轉化為電壓變化的非電學量的波形如速度、壓力等物理量也可以在示波器的熒光屏上進行觀察。

2 示波管原理

如圖1為示波管構造圖，示波管由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成. 當偏轉電極XX '和YY '不加電壓時，電子槍發射出的電子打在熒光屏上，會在那里產生一個亮點. 若在偏轉電極YY '上加電壓，電子將在豎直方向上發生偏轉，若在XX '上加電壓，電子將在水平方向上發生偏轉，從而使亮斑的位置發生改變，當所加電壓恒定時，亮斑的位置是固定的. 當所加電壓變化時，亮斑的位置是移動的，如果所加電壓變化很快，那么亮斑的位置變化就會很快，于是我們會看到一條亮線. 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生變化。

原理簡析：

如圖所示，真空室中電極K發出電子（初速度不計）經加速電場加速后，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，偏轉電壓為U2。電子穿過金屬板后，達到右側的熒光屏上，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電壓，且在極板之間的飛行時間t 遠小于電壓變化的周期T. 則亮點在熒光屏上的唯一隨時間的圖像如圖：

如果豎直YY'偏轉電壓隨時間成正弦規律變化，水平偏轉電壓XX'按鋸齒波規律變化，則亮點在熒光屏上的位移隨時間的圖像如圖所示：

思考:上圖是豎直T1和水平電壓T2的周期相同，如果2T1= T2圖像將會是什么樣？

如果掌握了示波器的原理那么對于示波器使用也就簡單了。