高中物理：电磁打点计时器和电火花打点计时器的比较知识点分析 新人教版必修1.doc

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1、电磁打点计时器和电火花打点计时器的比较电磁打点计时器和电火花打点计时器都是测定匀变速直线运动中常用的计时工具，但电火花打点计时器在诸多性能方面都优于电磁打点计时器。本文试从工作原理、运动与计时干扰排除和操作性能方面比较两种计时器的相同与相异之处。一、工作原理图11．电磁打点计时器的工作原理：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所示，当电流为图甲所示时，振片

2、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.我们可以利用纸带上的点的情况来分析物体的运动情况　2．电火花打点计时器则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.如图2所示，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.图

3、2图2共2页第2页这两种计时器的共同点是在纸带上记录运动物体的“时——空”分布信息，计时基准都是取自市电的周期，在我国每两个点之间的时间间隔为0．02秒，因而有相同的数据采集方法与数据整理分析方法，并可与斜面小车、轨道小车等配套使用，但在可靠性、准确性以及课时利用率等方面，则有很大的差别。电火花计时器成功地克服了电磁打点计时器的缺点。    二、运动与计时互相干扰的排除    电磁打点计时器工作时，由市电经线圈引起磁场的周期变化，策动弹片带动打点针，在运动体拖动的纸带上，以50赫兹频率打点，并产生了计时和运动间的相互干扰。    1．计时对

4、运动干扰的排除    电磁打点计时器的打点针对运动中的纸带产生冲击和摩擦，干扰了纸带的运动，这在自由落体实验中尤为显著。    电火花计时器利用高压脉冲火花放电，放电针与纸带没有接触，因而不会干扰纸带运动。    2．排除运动对计时的干扰    电磁打点计时器的计时周期会受到纸带运动的干扰。当纸带静止时，若电磁打点计时器调节适当，打点的等时性得到保证。但是当纸带运动时，受到打点针冲击作用的纸带对振子产生反作用，从而影响到打点时相位产生显著漂移，结果破坏了打点的等时性。    电火花计时器它不受运动的干扰。电火花计时器的技术指标规定其漂移小于

5、50μs，即比电磁打点计时器的漂移小两个数量级。    三、操作性能的改善    1．减少调节，提高工作可靠性    使用电磁打点计时器时，对打点相位的调节，常常是一般师生难以掌握的技术难点；对已调好的计时器，在使用中因随环境因素而改变，即使耗费大量时间与精力调节，也常常难以调好，从而降低了工作的可靠性，降低了实验的置信度和课时利用率。    使用电火花计时器时由于不需要上述调节，一般学生在2一5分钟内便能采集到实验数据，从而可以使学生的精力集中到控制实验现象产生的条件，以及研究分析运动规律上去。    2．安全性能的突破    电磁打点计

6、时器在使用中是没有安全问题的。电火花打点计时器使用的是220V的交流电源，尽管产生电火花的电压高达3万伏，但电流控制在200μA以下，从而解决了使用电火花计时器时的安全问题。共2页第2页