突破示波器幾個(gè)重難點(diǎn)的方法

　　1．為了讓學(xué)生弄懂原理筆者采取類比的方法，先根據(jù)以下裝置設(shè)計(jì)一些問題，并現(xiàn)場演示所設(shè)計(jì)的問題。

　　裝置，如圖1，把漏斗吊在支架上，下方放一塊硬紙板，紙板上畫一條直線，漏斗靜止不動(dòng)時(shí)正好在紙板的正上方，在漏斗里裝滿細(xì)沙。

　　問：紙板不動(dòng)，只有沙斗擺動(dòng)看到什么現(xiàn)象？

　　答：看到垂直的直線。

　　問：紙板沿勻速運(yùn)動(dòng)，沙擺不動(dòng)看到什么現(xiàn)象？

　　答：看到沿的直線。

　　問：沙擺擺動(dòng)同時(shí)紙板沿勻速運(yùn)動(dòng)，看到什么現(xiàn)象？

　　答：看到正弦或余弦圖，即單擺的振動(dòng)圖像。因?yàn)檠?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" oldsrc="W020100903563665738862.gif" real_src="http://2.eewimg.cn/news/uploadfile/2015/1221/20151221103834878.gif" src="http://2.eewimg.cn/news/uploadfile/2015/1221/20151221103834878.gif" v:shapes="_x0000_i1038" />移動(dòng)的位移除以速度即為時(shí)間。

　　問：以紙板為參照物沙擺怎樣運(yùn)動(dòng)？

　　答：沙擺同時(shí)參與兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，即垂直方向的簡諧運(yùn)動(dòng)和沿方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)。

　　問：如果紙板不動(dòng)怎樣得到相同的圖形？

　　答：沙擺擺動(dòng)同時(shí)，使沙擺沿方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

　　問：紙板長度一定，怎樣使紙條上正好得到一副完整的正弦（余弦）圖？二副完整的正弦或余弦圖？三副完整的正弦或余弦圖？

　　答：設(shè)紙板的長度一定，紙板從始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)間為紙條運(yùn)動(dòng)周期，若紙板運(yùn)動(dòng)周期是沙擺振動(dòng)周期一倍正好得到一副完整的正弦或余弦圖，若紙板運(yùn)動(dòng)周期是沙擺振動(dòng)周期二倍正好得到二副完整的正弦或余弦圖，若紙板運(yùn)動(dòng)周期是沙擺振動(dòng)周期三倍正好得到三副完整的正弦或余弦圖。

　　補(bǔ)充：紙板運(yùn)動(dòng)的周期是沙擺周期的n倍就在紙板條上得到n個(gè)完整的正弦（余弦）波形?；蛏硵[頻率是紙板頻率n倍就在紙板上得到n個(gè)完整的正弦（余弦）波形。

　　2．示波器工作原理與沙擺類似，它的工作原理可等效成下列情況：如圖2，真空室中電極K發(fā)出電子經(jīng)過加速電場后，由小孔沿水平金屬板間的中心線射入板中。在兩板間加上如圖3所示的正弦交流電壓，豎直偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系，在兩極板右側(cè)且與右側(cè)相距一定距離與兩板中心線（圖中虛線）垂直的熒光屏，中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交。

　　如果前半個(gè)周期內(nèi)B板的電勢(shì)高于A板的電勢(shì)，電場全部集中在兩板之間，且分布均勻。在每個(gè)電子通過極板的時(shí)間內(nèi)，電場視作恒定的，電子在豎直方向按正弦規(guī)律上下移動(dòng)。

　　問：熒光屏不動(dòng)，只在豎直方向加正弦電壓看到什么現(xiàn)象？

　　答：看到沿y軸的一條直線。由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，電子打的徑跡可顯示出來。

　　當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，使屏以速度v沿負(fù)x方向運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過一定時(shí)間后，在一個(gè)極短的時(shí)間內(nèi)它跳回到初始位置，然后重新做同樣的勻速運(yùn)動(dòng)。

　　問：在y軸上不加電壓，使屏以速度v沿負(fù)x方向運(yùn)動(dòng)看到什么現(xiàn)象？

　　答：水平直線

　　問：在豎直方向加正弦電壓，同時(shí)使屏以速度v沿負(fù)x方向運(yùn)動(dòng)，看到什么現(xiàn)象？

　　答：看到正弦圖，這樣熒光屏上亮斑的位置變化就反映了所加電信號(hào)的變化規(guī)律。因?yàn)檠豿軸移動(dòng)的位移除以速度即為時(shí)間。