高中物理階段，我們接觸到的第一個(gè)計(jì)時(shí)設(shè)備就是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器了，為了更好的理解后續(xù)實(shí)驗(yàn)，下面我們就一起認(rèn)識(shí)一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器主要有兩種：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器。如下圖所示。
上面兩個(gè)圖就是我們常用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)圖，可見打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的主要構(gòu)成由線圈、振片、永久磁鐵、振針、限位孔、紙帶、復(fù)寫紙構(gòu)成。其中振片在線圈和永久磁鐵的共同作用下帶動(dòng)振針把點(diǎn)通過復(fù)寫紙印在紙帶上。
原理：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為4~6V。當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是應(yīng)用電磁原理制成的，通電前，先在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上裝上紙帶，并把復(fù)寫紙片壓在紙帶上。然后把線圈與50Hz、4~6V的交流電源接通。這時(shí)，振片被磁化，在磁力作用下振動(dòng)起來。每0.02s振針壓打復(fù)寫紙一次，被運(yùn)動(dòng)物體拖著的紙帶上便記錄下一系列的點(diǎn)子，這些點(diǎn)相應(yīng)地表示運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔0.02s。我們對(duì)紙帶上這些點(diǎn)之間的距離進(jìn)行測(cè)量，就可以定量地研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
操作步驟：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)應(yīng)先固定。它的底座上有兩條凹槽，可用臺(tái)夾將它固定在實(shí)驗(yàn)桌的邊沿或斜面的一端，注意使紙帶的中心線位于物體的運(yùn)動(dòng)方向上或與斜面另一端的定滑輪凹糟的方向一致。如果單獨(dú)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，也可用臺(tái)夾將它固定在鐵支架的支桿上。
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的調(diào)節(jié)：把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接入50赫6伏的正弦交流電源（J1202型或J1202－1型學(xué)生電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在7－11伏范圍內(nèi)能正常工作），讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始工作，觀察振動(dòng)片的振動(dòng)是否均勻。如果振動(dòng)不均勻，可調(diào)節(jié)振動(dòng)片的調(diào)節(jié)螺母，直到打點(diǎn)均勻有力，聲音清晰、不拖尾巴。表示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器已能正常工作。然后關(guān)閉電源。
給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器裝上復(fù)寫紙片，移動(dòng)復(fù)寫紙的轉(zhuǎn)軸，使復(fù)寫紙壓入壓紙框架下。從紙帶限位孔穿入紙帶，經(jīng)復(fù)寫紙下從另一限位孔穿出。
接上電源，使打點(diǎn)針工作，調(diào)節(jié)打點(diǎn)針的高低，以剛好能在紙上打出點(diǎn)為準(zhǔn)，盡量減少打點(diǎn)針與打點(diǎn)紙帶的接觸時(shí)間。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電，工作電壓在6v以下。
使用注意事項(xiàng)：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔是由電源的頻率決定的。我們常用交流電頻率為50赫茲，所以它的倒數(shù)就是它的周期即為0.02秒。如果用的交流電變?yōu)?00赫茲了，那么它的時(shí)間間隔也就不是0.02秒了，就應(yīng)該是0.01秒了。為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，打點(diǎn)的清晰，我們一定要把紙帶放入限位孔內(nèi)，并且保證紙帶在限位孔能夠順利移動(dòng)，紙帶方向應(yīng)與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致。復(fù)寫紙、振針、紙帶之間的關(guān)系應(yīng)明確，應(yīng)該是振針打在復(fù)寫紙上，紙帶在復(fù)寫紙下面。
下面再來簡單看一下電火花計(jì)時(shí)器。
工作原理：電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯出點(diǎn)跡的一種計(jì)時(shí)儀器。給電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接220V電源，按下脈沖輸出開關(guān)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流，接正極的放電針和墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，相當(dāng)于一把火燒出來一個(gè)點(diǎn)。于是在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，而且在交流電的每個(gè)周期放電一次，因此電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)間的時(shí)間間隔等于交流電的周期。
操作步驟：先將紙帶從墨粉紙盤下面穿過電火花計(jì)時(shí)器，再將電火花計(jì)時(shí)器插頭插入相應(yīng)的電源插座； 接通開關(guān)，聽到放電聲，立即拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)紙帶完全通過電火花計(jì)時(shí)器后，及時(shí)關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器．
結(jié)論：通過上述簡單介紹，兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最大的區(qū)別就兩點(diǎn)，一是工作電壓，二是打點(diǎn)原理。這兩點(diǎn)，大家最好有一個(gè)清晰的印象。
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