通过纸带测出物体与加速度和速度的实验步骤、仪器、原理

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一、电磁打点计时器

基本原理：打点计时器的线圈中通入50HZ的交流电时，电流1秒钟改变100次方向，振片相当于一个磁极不断变化的电磁铁，当左端为N极时，振片被永久磁铁的S极吸引向下运动；当左端为S极时振片被永久磁铁的N极吸引向上运动，振片1秒钟震动50次，振针0.02S打一个点。

电磁打点计时器接4—6V低压交流电源。

基本操作：将纸带穿过限位孔，复写纸压在纸带的上面，拉动纸带时应没有明显阻滞，复写纸随纸带的移动而转动。

二、电火花打点计时器

基本原理：纸条下有电源正极放电针，纸条上有一张墨粉纸盘，与纸盘轴（负极）相连（墨粉能导电）。当按下脉冲输出开关时，仪器内部振荡电路产生50HZ，高达30KV的脉冲电压，在放电针和墨粉纸盘间产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上。因为频率也是50Hz，所以也是每0.02s打一个点

电火花接220V高压交流电源

基本操作：将裁成圆片（直径约38毫米）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20×700毫米2）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间。两条纸带中只有下面一条纸带的上表面有点。用两条纸带的原因是为了增大摩擦，带动墨粉纸盘运动，使放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度。

电磁打点计时器和电火花打点计时器的比较

电磁打点计时器电火花计时器

电源电压 4～6V的低压交流电 220V的高压交流电

电源频率频率为50Hz，每隔0.02s打一个点

特点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；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。所以用电火花打点计时器时纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。

提醒两种计时器由于计时原理相同，所以在实际应用中不加区分

电火花计时器可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用。

使用时电源插头直接插在交流220伏插座内，将裁成圆片（直径约38上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20×700毫米2）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间，这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，在放电针和墨粉纸盘间产生火花放电，于是在纸带上上打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点。但放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度。也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，例如在简易电火花描迹仪的导轨上就是这样放置的。还可以用两条白纸带（或者一条长白纸带对折可看做两条纸带）夹着一条墨粉纸带做实验，下面的那条纸带因为夹在墨粉纸盒与放电针之间，作为记录结果之用。而上一条纸带用于辅助带动墨粉纸盒转动；用电火花计时器做测量自由落体的加速度实验就是这样做的。墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以使用4次（两条纸带正反面也就是四次），从而降低了实验成本。

电火花计时器使用中运动阻力极小（这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的），因而系统误差小，记时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期漂移不大于50微秒，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，学生使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于500微安）。

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