2020-2021学年高一上学期物理人教版必修1第一章第四节 实验：用打点计时器测速度 教案

第4节 实验：用打点计时器测速度 实 验 指 导 一、打点计时器的工作原理 1.电磁打点计时器 电磁打点计时器的工作原理可用下图甲、乙来说明 当线圈中通入的交流电为正半周时，设电流的方向如图甲所示，则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极，水久磁铁使簧片受到一个向下的力;当交流电转为负半周时，电流的方向如图乙所示，簧片左端为S极，水久磁铁使簧片受到一个向上的力.随着交变电流方向的周期性变化，簧片周期性地受到向下、向上的力就振动起来.制造时使簧片的固有率为50Hz等于交变电流的频率，这样簧片就振动得最剧烈，振动频率也为50Hz，每隔0.02s就通过复写纸在运动的纸带上打下一个点，通过纸带上留下的一行小点，我们就能了解物体的运动情况 2.电火花计时器 电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉，它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的，使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔，并夹在两条纸带之间当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电(如下图所示)，于是在运动着的纸带上就打出了一列点迹，当电源的频率为50Hz时，它每隔002s打一个点。 3.两种计时器比较 (1)两种计时器使用的都是交流电源，当电源频率为50Hz时，都每隔0.02s打一个点，但两者使用的工作电压不同，电磁打点计时器的工作电压为6V以下的低压交流电压， 电火花计时器的工作电压是220V的交流电压。 (2)电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也就比较小 (3)电磁打点计时器用一条纸带，电火花计时器用一条或两条纸带 二、打点计时器的使用 1.把纸带和运动物体连接在一起，纸带上的点记录了 运动的时间，同时表示出运动物体的位置.研究纸带上的点之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移及运动情况 2.使用电磁打点计时器时，将纸带穿过限位孔，从复写纸下穿过压纸框，再从另一侧限位孔穿出即可.使用电火花计时器时，安装纸带的方法有两种:一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，打出的点迹颜色较淡;另一种是用两条纸带将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重，缺点是摩擦阻力较