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高中物理实验设备打点计时器:电磁打点计时器的原理与构成

2024-06-15 09:35:20教学视频92

在高中物理中,我们接触到的第一个计时设备就是点计时器。为了更好的理解后面的实验,我们一起来认识一下这个实验设备。点计时器主要有两种类型:电磁点计时器和电火花计时器。如下图所示。E8r物理好资源网(原物理ok网)

打点计时器的使用E8r物理好资源网(原物理ok网)

打点计时器的使用E8r物理好资源网(原物理ok网)

打点计时器的使用E8r物理好资源网(原物理ok网)

上面两图是我们经常使用的电磁打点定时器的结构图,可以看出打点定时器的主要组成部分有线圈、振动板、永磁体、振动针、限位孔、纸带、复写纸。振动板在线圈和永磁体的共同作用下带动振动针,通过复写纸在纸带上打印出点。E8r物理好资源网(原物理ok网)

原理:电磁打点定时器是一种计时仪器,它采用交流电源供电,工作电压为4~6V。当电源频率为50Hz时,每隔0.02s打一个点。电磁打点定时器是利用电磁原理制成的。在通电前,先在打点定时器上装上纸带,纸带上压上复写纸。然后将线圈接上50Hz、4~6V的交流电源。此时振子被磁化,在磁力作用下产生振动。每隔0.02s,振针就击中复写纸一次打点计时器的使用,在运动物体所拖动的纸带上就记录下一系列的点。这些点代表运动物体在不同时刻的位置,相邻两点之间的时间间隔为0.02s。通过测量纸带上这些点之间的距离,就可以定量地研究物体的运动规律。E8r物理好资源网(原物理ok网)

操作步骤:电磁式打点计时器使用前应固定好,其底座上有两条凹槽,可用桌夹将其固定在实验台边缘或斜面的一端,注意纸带中心线与物体运动方向一致或与斜面另一端定滑轮凹槽方向一致。若单独使用打点计时器,也可用桌夹将其固定在铁支架支撑杆上。E8r物理好资源网(原物理ok网)

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电磁打点定时器的调整:将打点定时器接上50Hz 6V正弦交流电源(J1202或J1202-1学生电源,打点定时器在7-11V范围内均能正常工作),让打点定时器开始工作,观察振盘的振动是否均匀。若振动不均匀,则调节振盘的调节螺母,直到打点均匀有力,声音清脆不拖沓,说明打点定时器能正常工作。然后关闭电源。E8r物理好资源网(原物理ok网)

将碳纸安装在点式计时仪上,移动碳纸轴,将碳纸压在压纸架下面。将纸带从纸带限位孔中穿过,再从碳纸下方的另一个限位孔中穿过。E8r物理好资源网(原物理ok网)

接通电源使打点针工作,调节打点针的高度以刚好在纸上打出一个点为宜,尽量减少打点针与打点纸带的接触时间。电磁打点定时器采用交流电,工作电压在6V以下。E8r物理好资源网(原物理ok网)

使用注意事项:打点定时器的时间间隔是由电源的频率决定的英语作文,我们通常使用的交流电频率是50Hz,那么它的倒数就是它的周期,也就是0.02秒。如果使用的交流电改为100Hz,那么它的时间间隔就不是0.02秒了,而应该是0.01秒。为了保证实验数据的准确性和打点的清晰性,一定要把纸带放入限位孔中,并且保证纸带在限位孔中能平稳移动,纸带的方向要和物体的运动方向一致,碳纸、振针、纸带的关系要分清楚,振针要打在碳纸上,纸带要在碳纸下面。E8r物理好资源网(原物理ok网)

现在让我们快速看一下火花计时器。E8r物理好资源网(原物理ok网)

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工作原理:火花点计时器是利用火花放电使色粉点在纸带上形成点状痕迹的计时仪器。将火花点计时器接入220V电源,按下脉冲输出开关,计时器发出的脉冲电流将正极放电针、色粉纸盘轴与负极纸盘轴连接起来,产生火花放电,相当于用火烧一个点。这样在纸带上就打出了一系列的点打点计时器的使用,交流电每个周期放电一次。因此,火花点计时器打出的点之间的时间间隔等于交流电的周期。E8r物理好资源网(原物理ok网)

操作步骤:先将纸带从碳粉纸盘下方穿过火花定时器,再将火花定时器插头插入相应电源插座;打开开关,听到放电声音,立即拖动纸带移动,当纸带完全穿过火花定时器时,及时关闭火花定时器。E8r物理好资源网(原物理ok网)

结语:通过上面的简单介绍,两种打点定时器最大的区别就两点,一是工作电压,二是打点原理,这两点大家最好有个清晰的印象。E8r物理好资源网(原物理ok网)

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