人教版必修一14《實驗：用打點計時器測速度》12-文庫吧
2024-11-19 10:11 本頁面
【正文】 ?牽動紙帶的快慢不均勻，對相鄰兩點所表示的時間有沒有影響 ? ，為了比較他們的運動情況，現(xiàn)在讓每位同學都提著底部穿孔、漏沙比較均勻的兩個沙袋一起競走，然后通過他們的漏沙情況來判斷他們的勻速運動情況和加速情況 . 以上兩個探究活動目的是讓學生體驗打點計時器通過打點達到計時目的的原理 . 學生做完后討論 . 生：相鄰兩點間的距離隨著牽動紙帶的速度的增 大而加大 .紙帶運動的快慢不均勻，點子的間隔也不均勻，但對相鄰兩點間的時間間隔沒有影響 . 生：參加競走的兩人若運動快慢比較穩(wěn)定，則漏沙比較均勻，若加速運動，會發(fā)現(xiàn)快的時候漏沙少，慢的時候漏沙多 . ［新課教學］ 師：在以上的活動中，同學們認識到了打點和漏沙可以體現(xiàn)物體運動的快慢 .今天我們就來學習用打點計時器測定物體運動速度的方法，并用圖象把這些速度形象地表示出來 . 一、電磁打點計時器 教師布置學生對照儀器看說明書，引導學生注意其重點：觀察打點計時器并閱讀其使用說明書，明確電磁打點計時器的結構、各部分的名稱、工作 原理及使用方法 . 電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，如圖 1－ 4－ 1所示 .工作電壓為 4 V～ 6 V.當電 源的頻率是 50 Hz 時，它每隔 s 打一次點 .通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復寫紙片壓在紙帶的上面 .當接通電源時，線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片（由彈簧鋼制成）磁化，振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中 .由于振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場作用下，振動片將上下振動，其振動周期與線圈中的電流變 化周期一致，即為 著上下振動起來 .這 時，如果紙帶運動，振針就在紙帶上打出一系列小點 . 圖 1－ 4－ 1 電磁打點計時器 【交流與討論】 電磁打點計時器使用低壓交流電源工作，大家想一想能不能使用直流電源，為什么？ 生：工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場方向，從而促使振動片上下振動，并且振動片的振動周期與電源的電流變化周期一致 .若使用 50 Hz 的交流電，打點的時間間隔為 . 二、電火花計時器 教師布置學生對照儀器看說明書，引導學生注意其重點：觀察打點計時器并閱讀說明書，明確兩種打點計時器的結構、各 部分的名稱、 工作原理及使用方法 . 電火花計時器電火花計時器的外形如圖 1－ 4－ 2 所示，它可以代替電磁打點計時器使用，也可以與簡易電火花描跡儀配套使用 . 圖 1－ 4－ 2 使用時電源插頭直接插在交流 220 V插座內，將裁成圓片（直徑約 38 mm）的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶（ 20 mm 700 mm）從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間 .這樣當兩條紙帶運動時，也能帶動墨粉紙盤運動，當按下脈沖輸出開關時，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影 響到點跡的清晰度 .也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶（位于下面） 做實驗，還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實驗；墨粉紙可以使用比較長的時間，一條白紙帶也可以重復使用，應 注意降低實驗成本 . 【交流與討論】 從原理上考慮，電火花計時器跟電磁打點計時器相比，哪個更好些，誤差可能會更小？ 生：電火花計時器可能會更好些，因為電磁打點計時器中振針和紙帶間的摩擦會更大些 . 教師評論并系統(tǒng)總結 . 師：電火花計時器使用中運動阻力極小，這種極小阻力來自于紙帶運動的本身，而不是打點產(chǎn)生的，因而系統(tǒng)誤差小，計時精度與交流電源 頻率的穩(wěn)定程度一致（脈沖周期不大于50 μ s，這一方面也遠優(yōu)于電磁打點計時器），同時它的操作簡易，使用安全可靠（脈沖放電電流平均值不大于 5 μ A） . 師：打點計時器能記錄哪些信息？ 生：時間和位移 . 下面的時間交給學生自主探究 . 【課堂訓練】 出示例題： 電磁打點計時器的打點周期取決于 答案： B 解析：電磁打點計時器的打點周期，即振針擊打復寫紙和紙帶的周期，從它利用電磁感應打點的原理可知，振針是由振片帶動振動的，而振片上 下振動的周期就是線圈中磁場變化的周期，與所用交流電源的電流方向變化周
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