电火花打点计时器

打点计时器是一种测量时间的工具，分为电磁打点计时器和电火花打点计时器。

电火花打点计时器是利用火花

放电在纸带上打出墨迹而显示出点

迹的计时仪器，使用220V交流电

压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s

打一次点，电火花计时器工作时，

纸带运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小。

工作原理：电火花打点

计时器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。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，当电源频率为50赫兹时，它每隔0.02S打一次点。

计时器

计时器计时器有关钟表的发展历史，大致可以分为三个演变阶段，那就是：一、从大型钟向小型钟演变。二、从小型钟向袋表过渡。三、从袋表向腕表发展。每一阶段的发展都是和当时的技术发明分不开的。公元1088年，当时我国宋朝的科学家苏颂和韩工廉等人制造了水运仪象台，它是把浑仪、浑象和机械计时器组合起来的装置。它以水力作为动力来源，具有科学的擒纵机构，高约1 2米，七米见方，分三层：上层放浑仪，进行天文观测；中层放浑象，可以模拟天体作同步演示；下层是该仪器的心脏，计时、报时、动力源的形成与输出都在这一层中。虽然几十年后毁于战乱，但它在世界钟表史上具有极其重要的意义。由此，我国著名的钟表大师、古钟表收藏家矫大羽先生提出了“中国人开创钟表史”的观点。 14世纪在欧洲的英、法等国的高大建筑物上出现了报时钟，钟的动力来源于用绳索悬挂重锤，利用地心引力产生的重力作用。15世纪末、16世纪初出现了铁制发条，使钟有了新的动力来源，也为钟的小型化创造了条件。1583年，意大利人伽利略建立了著名的等时性理论，也就是钟摆的理论基础。1656年，荷兰的科学家惠更斯应用伽利略的理论设计了钟摆，第二年，在他的指导下年轻钟匠S.Coster制造成功了第一个摆钟。1675年，他又用游丝取代了原始的钟摆，这样就形成了以发条为动力、以游丝为调速机构的小型钟，同时也为制造便于携带的袋表提供了条件。 18世纪期间发明了各种各样的擒纵机构，为袋表的进一步产生与发展奠定了基础。英国人George Graham在1726年完善了工字轮擒纵机构，它和之前发明的垂直放置的机轴擒纵

机构不同，所以使得袋表机芯相对变薄。另外，1757年左右英国人Thomas Mudge发明了叉式擒纵机构，进一步提高了袋表计时的精确度。这期间一直到19世纪产生了一大批钟表生产厂家，为袋表的发展做出了贡献。19世纪后半叶,在一些女性的手镯上装上了小袋表,作为装饰品。那时人们只是把它看成是一件首饰，还没有完全认识到它的实用价值。直到人类历史进入20世纪，随着钟表制作工艺水平的提高以及科技和文明的巨大变革，才使得腕表地位的确立有了可能。计时器计时器的种类包括电磁打点计时器、电火花计时器、坚持计时器、停车计时器、反应计时器、放大计时器以及windows计时器等等。电磁打点计时器和电火花打点计时器最为常见。电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4-6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，指导运动所受到的阻力比较小，试验误差比电磁打点计时器的要小。中国古代计时器中国古代计时器的创始时间不晚于战国时代（公元前476～前222）。应用机械原理设计的计时器主要有两大类，一类利用流体力学计时，有刻漏和后来出现的沙漏；一类采用机械传动结构计时，有浑天仪、水运仪象台等。此外，还有应用天文原理（大都根据日影方向测定时间）计时的日晷，它也是中国最古老的计时器之一。刻漏又称漏刻、漏壶。漏壶主要有泄水型和受水型两类。早期的刻漏多为泄水型。水从漏壶底部侧面流泄，使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降，由漏箭上的刻度指示时间。后来创造出受水型，水从漏壶以恒定的流量注入受水壶，浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间，提高了计时精度。为了获得恒定的流量，首先应使漏壶的水位保持恒定。其次，向

打点计时器的使用方法

电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4~6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，指导运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小。电磁打点计时器：1.打点计时器使用的电源必须是交流电源，且电压是6~9V。 2.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是小横线线，应调整振针具复写纸片的高度，使之大一点。 3.使用打点计时器，应先接通电源，待打点计时器稳定后再放开纸带。使用电火花计时器时，1应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。 2复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，若还不够清晰，考虑更换复写纸。 3处理纸带时，密集点的位移差值测量起来误差大，故应舍去。编辑本段电火花计时器与电磁打点计时器的比较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，计时基准都是取自家用电的周期，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。，电火花打点计时器： 1.把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套再纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否夹再两条纸带之间。 2.把计时器上的电源插头插在交流220V电源插座上。 3.按下脉冲输出开关，用守水平地拉动拉动两条纸带，纸带上就打上一列小点。电磁打点计时器： 1.把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面。 2.把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V的低压交流电源的接线柱相连接. 3.闭合电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打上一列小点

电磁打点计时器和电火花打点计时器的分析比较

电磁打点计时器和电火花打点计时器的分析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。下面从工作原理、使用方法和操作性能方面比较两种计时器的异同之处。一、工作原理 1．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。当振片受向下的力，此时打点一次，当电流反向振片受向上的力时不打点，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。 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，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，经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。不管应用哪种打点计时器，如果把纸带跟运动物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移，在纸带上记录下了运动物体的“时——空”分布信息。当电源的频率都是50 Hz时，每隔0.02 s打一次点，因而两种计时器有相同的数据采集方法与数据整理分析方法。二、使用方法 1. 电磁打点计时器使用前要预先调好，使打点时间间隔均匀和打点轻重适度。实验中将打点计时器与学生电源的交流档相连接，工作电压为6V。纸带穿过两限位孔，夹在复写纸的下面，用手轻轻拉动纸带，复写纸应随着纸带的移动而微微地转动。若纸带移动时复写纸不转动，则要调整其位置或压纸框架的松紧程度，然后把纸带的一端夹持在运动物体上。 2．电火花打点计时器使用时，电源插头直接插在交流220V插座内，墨粉纸盘套在纸盘轴上，将两条普通有光白纸带从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，且墨粉纸盘应夹在两条纸带之间，这样当两纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动。也可以用上述的白纸带和墨粉纸带(位于下面)做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验。三、性能比较 1. 从器材配备、调节、操作来看使用电磁打点计时器需要与学生电源配套使用，由于电学仪器在使用中受诸多因素的影响，即使已经调好的电磁打点计时器，在实验中也易出现故障，降低了可靠性，可信度，也降低了课堂效率。而使用电火花计时器直接接入照明电源，火花比较稳定，实验容易一次成功，提高了课堂效率。

打点计时器实验报告

学生实验：练习使用电火花计时器或电磁打点计时器实验报告班级：___________ 同组姓名：______________ 时间：___________ 一、实验目的练习使用电火花计时器或电磁打点计时器，利用打上点的纸带研究物体的运动情况；学会测量平均速度和瞬时速度。二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，纸带，刻度尺，导线，电源三、实验步骤（1）把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确的穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间。（2）把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上。（3）按下脉冲输出开关，用手水平的拉动两条纸带，纸带上就打下一列小点。（4）取下纸带，从能看得清的某个点开始，数一数纸带上共有多少个点。如果共有n个点，点子的间隔数就为n-1个，用t=0.02(n-1)s计算出纸带的运动时间t. （5）用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离s有多长。（6）利用公式计算出纸带在这段时间内的平均速度。把测量和计算的结果填入表1中。（7）在纸带上找出连续的6个点，分别标上记号A、B、C、D、E、F。用刻度尺测出两个相邻点间的距离s1、s2、s3、s4、s5（如图所示），根据这些数据，计算出各时刻的瞬时速度并填入表2中。运用你学过的知识，判断纸带的运动是匀速运动还是变速运动，并把判断的结果和理由写清楚。根据测量数据做出小车运动的速度-时间图象。四、注意事项：（1）将打点计时器固定在桌子上，以免在拉纸带时晃动它，并要轻轻试拉纸带，应无明显阻滞现象，同时复写纸应该能随纸带的移动而移动。必要时，可通过定位轴的前后移动来调节复写纸的位置。（2）若纸带上出现双点或漏点现象，可通过适当调整振动片的长度予以纠正，若纸带上出现拖痕和点迹不清，应调整振针长度。五、数据处理：示例1：表 1 4

电磁打点计时器的构造与工作原理

实验1 研究匀变速直线运动一、实验目的 1、学会利用打点计时器判断物体是否做匀变速直线运动。 2、掌握利用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。二、实验原理 1、由纸带判定物体是否做匀变速直线运动设物体做匀变速直线运动，加速度为a，在各个连续相等时间间隔T内的位移分别是S1、S2、S3……。由运动公式可得：△S=S2-S1=S3-S2=at2,即连续相等的时间间隔内的位移差相等。因此，要由纸带来判断物体是否做匀变速直线运动，只要看纸带上时间间隔相等的连续相邻的计数点的距离之差是否相等即可。 2、由纸带求物体运动的加速度图中是打点计时器记录下的一个做匀变速直线运动的纸带的一部分，由纸带求加速度的方法如下三、实验器材

四、实验步骤

1、电磁打点计时器的构造与工作原理 ①利用电流的磁效应打点计时。 ②当计时器的线圈通入6V以下的交流电时，线圈产生周期性变化的磁场，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着周期性振动。这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列的点。打点间隔的时间为0.02s。 2、电火花打点计时器构造与工作原理： ①电火花计时装置中有一个将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置。 ②当计时器接通220V、50Hz的交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出脉冲电流产生电火花，利用电火花放电在纸带上打出点迹。如果运动物体带动纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间，纸带上的点也相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上各点之间的间隔，就可以了解在不同时间里，物体发生的位移和速度的大小及其变化，从而了解物体运动的情况。注意问题： (1)电磁打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整振针距复写纸片的高度，使之增大一点；如出现漏点，应减小振针距复写纸片的高度；如出现双点，是振针出现了松动；如出现等时性不良，一般要换计时器才能完成实验。 (2)使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。 (3)释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。 (4)使用电火花打点计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。习题1．(单选)关于电火花打点计时器和电磁打点计时器的有关说法中，正确的是() ①电火花打点计时器和电磁打点计时器都是使用交流电源 ②两种打点计时器的打点频率与交流电源频率一样 ③电火花打点计时器在纸带上打点也是靠振针和复写纸

专题四.用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动

7、用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动（A ） 1、实验步骤：（1）把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将打点计时器固定在平板上,并接好电路（2）把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着重量适当的钩码. （3）将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔（4）拉住纸带,将小车移动至靠近打点计时器处,先接通电源,后放开纸带. （5）断开电源,取下纸带（6）换上新的纸带，再重复做三次 2、常见计算：（1）2B AB BC T υ+=，2C BC CD T υ+= （2）2C B CD BC a T T υυ--== 例1 在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上 __________________________________________________。 A. 把穿过打点计时器的纸带固定在小车的后面 B. 把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路 C. 换上新的纸带，再重复做两次 D. 把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 E. 使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 F. 把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 G. 断开电源，取出纸带例为了计算加速度，合理的方法是（） A. 根据任意两计数点的速度用公式a = △v/△t 算出加速度 B. 根据实验数据画出v – t 图象，量出其倾角，由公式a = tan a 求出加速度 C. 根据实验数据画出v – t 图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a = △v/△t 算出加速度 D. 依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度例4 在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，为减小实验误差而可以采取的措施有（） A. 选取计数点时，把每打5个点的时间间隔作为时间单位 B. 使小车运动的加速度尽量小些 C. 设去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点与点间隔适当的那一部分纸带进行测量计算 D. 选用各处平整程度、光滑程度相间的长木板做实验题型二根据纸带数据判断物体的速度随时间变化的规律题型识别：据打出的纸带可求出打某点时的瞬时速度，从而研究小车运动情况图2-5

实验练习使用打点计时器

实验练习使用打点计时器一、实验目的练习使用电火花计时器或电磁打点计时器，利用打上点的纸带研究物体的运动情况。二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，纸带，刻度尺，导线，电源三、实验步骤（1）把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确的穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间。（2）把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上。（3）按下脉冲输出开关，用手水平的拉动两条纸带，纸带上就打下一列小点。（4）取下纸带，从能看得清的某个点开始，数一数纸带上共有多少个点。如果共有n 个点，点子的间隔数就为n-1个，用t=0.02(n-1)s计算出纸带的运动时间t. （5）用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离s有多长。（6）利用公式计算出纸带在这段时间内的平均速度。把测量和计算的结果填入表1中。表1 （7）在纸带上找出连续的6个点，分别标上记号A、B、C、D、E、F。用刻度尺测出两个相邻点间的距离s1、s2、s3、s4、s5（如图所示）把数据填入表2中。根据这些数据，运用你学过的知识，判断纸带的运动是匀速运动还是变速运动，并把判断的结果和理由写清楚。表2

如果用电磁打点计时器，则实验步骤的前三步相应的应当是：（1）把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面；（2）把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V的低压交流电源的接线柱相连接；（3）打开电源开关，用手水平的拉动纸带，纸带上就打上一列小点。然后，重复上面步骤（4）至（7），完成实验。四、注意事项：（1）将打点计时器固定在桌子上，以免在拉纸带时晃动它，并要轻轻试拉纸带，应无明显阻滞现象，同时复写纸应该能随纸带的移动而移动。必要时，可通过定位轴的前后移动来调节复写纸的位置。（2）若纸带上出现双点或漏点现象，可通过适当调整振动片的长度予以纠正，若纸带上出现拖痕和点迹不清，应调整振针长度。五、能力测试： 1、电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器，其工作电压约为V，通常打点的时间间隔为s. 电火花计时器的工作电压是V。 2、运动物体拉动打点计时器的纸带，纸带上就打下了一系列的小点，这些小点记录了 A.物体运动的时间 B.物体在不同时刻的速度 C.物体在不同时刻的位置 D.物体在不同时刻的位移 3、使用电磁打点计时器时，纸带应穿过，复写纸应套在上，并要放在纸带的面。 4、根据电磁打点计时器的工作原理可知，影响其打点周期的主要因素是 A.振片的长度 B.振针的长度 C.电源的频率 D.电源的电压 5、一同学在用电磁打点计时器做实验时，纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，这可能是因为 A.打点计时器可能是错接在直流电源上 B.电源电压不稳定 C.电源的频率不稳定 D.打点针压得过紧六、布置作业

利用电火花计时器、螺丝刀来演示尖端放电原理

利用电火花计时器、螺丝刀来演示尖端放电原理山东省邹城市第一中学物理组陈霞电火花计时器可以输出几千伏的脉冲高压，利用它产生的高压放电来演示尖端放电的现象、避雷针的原理，轻便安全，效果明显。可作为教具、学生分组实验、益智玩具使用。传统的实验器材是采用用高压感应圈放电或感应起电机作为高压电源，不仅笨重、而且电压太高有触电危险，每次演示后都需要利用导线放电。下面是原来器材的照片及说明书。 “说明书：1．将静电高压电源正、负极分别接在避雷针演示仪的上下金属板上，把带支架的金属球放在金属板两极之间。接通电压，金属球与上极板间形成火花放电，可听到劈啪声音，并看到火花。若看不到火花，可将电源电压逐渐加大。演示完毕后，关闭电源。 2．用带绝缘柄的电工钳将带支架的顶端呈圆锥状（尖端）的金属物体也放在金属板两极之间，此时金属球和尖端的高度一致。接通静电高压电源，金属球火花放电现象停止了，但可听到丝丝的电晕放电声，看到尖端与上极板之间形成连续的一条放电火花细线。若看不到放电火花细线，将电源电压提高。演示完毕后关闭电源。 3．由于电源电压较高，关闭电源后，不能完全充分放电，故每一步演示后都应取下电源任一极与另一极接头相碰触人工进行放电，以确保仪器设备和操作者的安全。” 我将电源改为电火花计时器，尽管电压达到几千伏，但因为是脉冲高压，相当于高电压、微电流，对人体是安全的。本实验采用了一面敷有导电纸的装饰材料作为极板，轻便且易于获取，价格便宜，其另一面为绝缘材料，增强了安全性能。实验时只需要两个等高的螺丝刀，螺丝刀可以用双面胶固定在下极板上。首先在两极板间直立放置十字花螺丝刀，接通电源，会发现它与上极板间发生火花放电。然后断开电源，在放置上平口螺丝刀，会发现放电路径改为了平口螺丝刀的两个尖端，而原来放电的十字花螺丝刀与极板间不再发生放电现象。原因是尖端更容易放电。这也正说明了避雷针的原理。由于本实验的现象直观，制作简便，安全便携，在在2010 年第九届全国中学物理教师教学大赛自制教具评比活动中荣获一等奖。