动。其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动,振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点。
思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?
师总结:电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致。若使用50H 的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s. 若使用直流电振动片将无法振动,打点计时器将打不出点!
(二 )电火花打点计时器
布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原理及使用方法。
师总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用。与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电。使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了。电火花打点计时器用墨粉和电火花打点。墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上。当输入交流电的频率是50H 时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点。实验时纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本。
思考1:从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?
学生讨论:
师总结:电磁打点计时器使用时阻力较大;阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦。而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小。同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠。
思考2:打点计时器能记录哪些信息?
学生:时间(时间间隔)和位移。
(三)练习使用打点计时器
学生自主阅读教材中的实验步骤提示:教师指导学生练习使用打点计时器,并引导学生思考下列问题:
问题1. 电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带?
师总结:将复写纸套在复写纸定位钉上,推动调节片可以调节复写纸位置。将纸带从复写纸圆片下穿过即可。
问题2. 振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节?
师总结:
1. 可能是复写纸该换新的了
2. 可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置。
3. 可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置。
4. 可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止。
5. 可能是选择的电压太低,可适当调高电压。
问题3. 为什么要先打开电源让打点计时器先工作1 2s再松手打纸带?可不可以先松手再打开打点计时器的电源?
师总结: 打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1 2s后才能松手打纸带,这样做可以减小误差。
问题4. 打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处?
师总结:因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏。
问题5. 处理纸带时从某个能看清楚的点开始,往后数出n个点,这些点之间的时间