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原理
电磁打点计时器:当给电磁打点计时器的线圈通电后,线圈产生磁场,线圈中的振片被磁化,振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动,由于交流电的方向每个周期要变化两次,因此振片被磁化后的磁极要发生变化,永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化,如图1-34所示,当电流为图甲所示时,振片受向下的力,此时打点一次,当电流方向为图乙所示时,振片受向上的力,此时不打点,所以在交流电的一个周期内打点一次,即每两个点间的时间间隔等于交流电的周期.
电火花打点计时器:电火花打点计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器.
给电火花打点计时器接220V电源,按下脉冲输出开关,计时器发出的脉冲电流,接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,于是在纸带上打出一系列的点,而且在交流电的每个周期放电一次,因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期.
步骤
1.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
2.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一侧,并联好电路
3.把一条细绳栓在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码。
4.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
5.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动
6.断开电源,取出纸带
7.换上新的纸带,再重做两次
电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器,使用220V交流电压,当频率为50Hz时,它每隔0.02s打一次点,电火花计时器工作时,指导运动所受到的阻力比较小,它比电磁打点计时器实验误差小。
如果运动物体带动的纸带通过打点计时器,在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间,纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的各点间的间隔,就可分析物体的运动状况。
二、实验过程
1.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面 2.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一侧,并联好电路
3.把一条细绳栓在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码。
4.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
5.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动
6.断开电源,取出纸带
7.换上新的纸带,再重做两次
三、实验数据及计算公式
打点计时器测加速度中的公式v=〔s(n) s(n 1)〕/2t
s(n)指第N-1个计时点到第N个计时点的位移,s(n 1)指第N个计时点到第N 1个计时点的位移?〔s(n) s(n 1)〕指第N-1个计时点到第N 1个计时点的位移.(即把要求的点包括在了他们中间即N处)
t指发生两个相拧计数点(N-1到N,N到N 1)之间的时间间隔.2T就是时间间隔总和
他们求得的就是这段位移的平均速度,即可以近似看做N(要求的点)点的瞬时速度
相邻两个计数点间的距离为S1,S2,S3.......两计数点间的时间间隔为T,根据△S=aT*T有
S4-S3=(S4-S3) (S3-S2) (S2-S1)=3aT*T
同理S5-S2=S6-S3=3aT*T
求出a1=(S4-S1)/3T*T a2=(S5-S2)/3T*T a3=(S6-S3)/3T*T再求平均值四、实验总结
1.打点计时器使用的电源是交流电源,电磁打点计时器电压是4~6V;电火花打点计时器电压是220V。
2.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是小横线,应调整振针距复写纸片的高度,使之大一点。
3.复写纸不要装反,每打完一条纸带,应调整一下复写纸的位置,若还不够清晰,考虑更换复写纸。
4.使用打点计时器,应先接通电源,待打点计时器稳定后再放开纸带。
5.使用电火花计时器时,还应注意把两条白纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两纸带之间;使用打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面。
6.处理纸带数据时,密集点的位移差值测量起来误差大,应舍去;一般以五个点为一个计数点。
7.描点作图时,应把尽量多的点连在一条直线(或曲线)上不能连在线上的点应分居在线的两侧。
8.打点器不能长时间连续工作。
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