高三物理一轮复习:突破示波器的几个重难点
高三物理一轮复习:突破示波器的几个重难点第2页

图3所示的正弦交流电压,竖直偏转位移与偏转电压的关系,在两极板右侧且与右侧相距一定距离与两板中心线(图中虚线)垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交。

  

如果前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀。在每个电子通过极板的时间内,电场视作恒定的,电子在竖直方向按正弦规律上下移动。

  问:荧光屏不动,只在竖直方向加正弦电压看到什么现象?

  答:看到沿y轴的一条直线。由于视觉暂留和荧光物质的残光特性,电子打的径迹可显示出来。

  当第一个电子到达坐标原点时,使屏以速度v沿负x方向运动,每经过一定时间后,在一个极短的时间内它跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动。

  问:在y轴上不加电压,使屏以速度v沿负x方向运动看到什么现象?

  答:水平直线

  问:在竖直方向加正弦电压,同时使屏以速度v沿负x方向运动,看到什么现象?

  答:看到正弦图,这样荧光屏上亮斑的位置变化就反映了所加电信号的变化规律。因为沿x轴移动的位移除以速度即为时间。

  问:以荧光屏为参照物电子怎样运动?

  答:电子同时参与两个方向的运动,即沿y轴方向的简谐运动和x沿方向的匀速直线运动。

  问:如果荧光屏不动怎样得到相同的图形?

  答:电子同时参与竖直方向简谐运动和水平方向的匀速直线运动。

  问: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?答:荧光屏运动的周期等于信号电压的周期。

  问:两个或三个完整波形呢?

  答:荧光屏运动的周期等于信号电压的周期两倍或三倍。

  问:n个呢?

  答:荧光屏运动的周期等于信号电压的周期n倍,则在荧光屏上显示n个完整波形。

  由于电子在竖直方向所加电压成正弦规律变化,故电子在竖直方向做简谐运动(偏转位移与偏转电压成正比,书本上已证明),以荧光屏为参照物,电子同时在做沿x轴正方向的匀速直线运动,学生很容易理解。故荧光屏上的图能反映信号随时间变化的规律。

  3.事实上示波器中电子同时参与两种运动,即水平方向的匀速运动和竖直方向的运动(由所加信号决定),怎样使电子在水平方向做匀速直线运动呢?