高中物理——打點計時器

2020-11-29 張老師說物理

物理學中我們接觸到的計時設備除了秒表以外在實驗室最常見的就是打點計時器了,尤其是運動學部分我們應用打點計時器打出的紙帶進行分析物體的運動狀態是非常方便的,下面我們就一起認識一下這個實驗設備。

01打點計時器構成

由上圖我們可以看出打點計時器的主要構成由線圈、振片、永久磁鐵、振針、限位孔、紙帶、複寫紙構成。

其中振片在線圈和永久磁鐵的共同作用下帶動振針把點通過複寫紙印在紙帶上。

02原理

電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,工作電壓為4~6V。

當電源的頻率是50Hz時,它每隔0.02s打一個點。

電磁打點計時器是應用電磁原理製成的,通電前,先在打點計時器上裝上紙帶,並把複寫紙片壓在紙帶上。然後把線圈與50Hz、4~6V的交流電源接通。這時,振片被磁化,在磁力作用下振動起來。每0.02s振針壓打複寫紙一次,被運動物體拖著的紙帶上便記錄下一系列的點子,這些點相應地表示運動物體在不同時刻的位置,相鄰兩點間的時間間隔0.02s。我們對紙帶上這些點之間的距離進行測量,就可以定量地研究物體的運動規律。

03使用注意事項

打點計時器的時間間隔是有電源的頻率決定的。我們常用交流電頻率為50赫茲,所以它的倒數就是它的周期即為0.02秒。如果用的交流電變為60赫茲了,那麼它的時間間隔也就不是0.02秒了,就應該是1/60秒了。為了保證實驗數據的準確,打點的清晰,我們一定要把紙帶放入限位孔內,並且保證紙帶在限位孔能夠順利移動,紙帶方向應與物體的運動方向一致。複寫紙、振針、紙帶之間的關係應明確,應該是振針打在複寫紙上,紙帶在複寫紙下面。

04結語

除了電磁打點計時器以外,常見的還有電火花計時器,這兩種計時器都可以記錄時間間隔,用來研究物體的運動情況,在應用打點計時器的過程中對紙帶的分析是重中之重,每一名同學都應該認真掌握。

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