2022年高考物理总复习《高中物理实验手册》第二部分实验4练习使用打点计时器.pdfVIP

高中物理实验手册 第二部分 高中物理实验 物理 必修 1 实验 4 练习使用打点计时器 [ 实验目的 ] 1. 了解打点计时器的构造及计时原理。 2. 练习使用打点计时器。 3. 学习利用纸带记录、分析和判断物体的运动，并测其平均速度。 [ 实验器材 ] 打点计时器（电磁打点计时器和电火花打点计时器） ，实验电源，导线，电键，纸带，刻度尺， 长木板，小车。 [ 仪器介绍 ] 1. 电磁打点计时器的构造与工作原理 J0203 型电磁打点计时器的构造如图 4— 1 所示。 图 4 －1 电磁打点计时器 当电流经某接线柱进入线圈时，线圈产生的磁场将插入其中的磁化，使它的一端为 N 极另一 端为 S 极。若通入的电流是 50 赫兹的交流电，则磁场为交变磁场，钢片两端依次交替为 N、S 极。 磁化了的弹簧钢片与永久磁铁相互作用，做受迫振动。它便与电磁系统发生共振，打点计时器便 能连续打点，每两次打点的时间间隔为 0.02 秒。 2. 电火花计时器的构造与工作原理 电火花计时器是利用脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘到纸盘轴产生火花放电，在纸带上打点 的计时仪器，它的构造如图 4 －2 甲所示。 1 高中物理实验手册 图 4 －2 电火花计时器 使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带之间。当接通 220 V 交流电源，按下脉 冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火 花放电如图 4 －2 乙，于是在运动的纸带 1 上就打出一列点迹。当电源频率是 50 Hz 时，它也是每 隔 0.02s 打一次点。这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力小，实验误差小。 上面介绍的两种计时器， 打点的时间间隔都是 0.02s，打在纸带上的点记录了纸带运动的时间。 如果把纸带跟运动物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研 究纸带上的点与点的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移，从而了解物体运动的 情况。 [ 实验原理 ] 穿过打点器的纸带由所研究的物体拖着一起运动，物体运动时打点计时器不断的打点，结果 纸带上一系列的点就相应的表示出运动物体在不同时刻的位置，由于打点周期为 0.02 秒， 所以 纸带上每两点间的距离则反映了在 0.02 秒内物体的位移。这样一来，通过打点计时器打在纸带上 的点就把物体运动的信息记录下来。 如果纸带上点的间隔均匀，则表示在相等的时间间隔（ 0.02 秒）内物体的位移相等，那么物 体做匀速直线运动。如果点间隔不均匀，则说明物体做变速运动。 用刻度尺量出两点间的距离 S，数出 S 间的点间隔数 N，即 0.02 秒的个数，就测得了物体发 生位移 S 过程中所经历的时间 , 即 0.02 ×N秒，于是可以求出物体在这一过程中的平均速度。 [ 实验指导 ] 1. 电磁打点计时器使用的电源是交流 6 伏，电火花打点计时器为交流 220 伏。 2. 每次打点完毕，应及时切断电源，不宜使打点计时器长时间空打。 3. 复写纸的油面要向下，纸带从复写纸的下面穿过，这样纸带上才能被打出点来。复写纸转 2 高中物理实验手册 轴可前后移动，用以改