物理学中我们接触到的计时设备除了秒表以外在实验室最常见的就是打点计时器了,尤其是运动学部分我们应用打点计时器打出的纸带进行分析物体的运动状态是非常方便的,下面我们就一起认识一下这个实验设备。
01打点计时器构成
由上图我们可以看出打点计时器的主要构成由线圈、振片、永久磁铁、振针、限位孔、纸带、复写纸构成。
其中振片在线圈和永久磁铁的共同作用下带动振针把点通过复写纸印在纸带上。
02原理
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,工作电压为4~6V。
当电源的频率是50Hz时,它每隔0.02s打一个点。
电磁打点计时器是应用电磁原理制成的,通电前,先在打点计时器上装上纸带,并把复写纸片压在纸带上。然后把线圈与50Hz、4~6V的交流电源接通。这时,振片被磁化,在磁力作用下振动起来。每0.02s振针压打复写纸一次,被运动物体拖着的纸带上便记录下一系列的点子,这些点相应地表示运动物体在不同时刻的位置,相邻两点间的时间间隔0.02s。我们对纸带上这些点之间的距离进行测量,就可以定量地研究物体的运动规律。
03使用注意事项
打点计时器的时间间隔是有电源的频率决定的。我们常用交流电频率为50赫兹,所以它的倒数就是它的周期即为0.02秒。如果用的交流电变为60赫兹了,那么它的时间间隔也就不是0.02秒了,就应该是1/60秒了。为了保证实验数据的准确,打点的清晰,我们一定要把纸带放入限位孔内,并且保证纸带在限位孔能够顺利移动,纸带方向应与物体的运动方向一致。复写纸、振针、纸带之间的关系应明确,应该是振针打在复写纸上,纸带在复写纸下面。
04结语
除了电磁打点计时器以外,常见的还有电火花计时器,这两种计时器都可以记录时间间隔,用来研究物体的运动情况,在应用打点计时器的过程中对纸带的分析是重中之重,每一名同学都应该认真掌握。