人教版必修一14實驗：用打點計時器測速度12(存儲版)
【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(yùn)動情況，現(xiàn)在讓每位同學(xué)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(yùn)動情況和加速情況 . 以上兩個探究活動目的是讓學(xué)生體驗打點計時器通過打點達(dá)到計時目的的原理 . 學(xué)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(yùn)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(yùn)動快慢比較穩(wěn)定，則漏沙比較均勻，若加速運(yùn)動，會發(fā)現(xiàn)快的時候漏沙少，慢的時候漏沙多 . ［新課教學(xué)］ 師：在以上的活動中，同學(xué)們認(rèn)識到了打點和漏沙可以體現(xiàn)物體運(yùn)動的快慢 .今天我們就來學(xué)習(xí)用打點計時器測定物體運(yùn)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(xué)生對照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)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(jié)構(gòu)、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(dāng)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(fù)寫紙片壓在紙帶的上面 .當(dāng)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(yùn)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(xué)生對照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)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(jié)構(gòu)、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(nèi)，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(dāng)兩條紙帶運(yùn)動時，也能帶動墨粉紙盤運(yùn)動，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)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(fù)使用，應(yīng) 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?。? 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?xí)笮?. 教師評論并系統(tǒng)總結(jié) . 師：電火花計時器使用中運(yùn)動阻力極小，這種極小阻力來自于紙帶運(yùn)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(yuǎn)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(xué)生自主探究 . 【課堂訓(xùn)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(fù)寫紙和紙帶的周期，從它利用電磁感應(yīng)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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