實驗器材：電火花計時器與電磁打點計時器的比較

1、PAGE3電火花計時器與電磁打點計時器的比較這兩種計時器的共同點是在紙帶上記錄運動物體的“時空”分布信息，計時基準都是取自家用電的周期，在我國每兩個點之間的時間間隔為002秒，因而有相同的數(shù)據(jù)采集方法與數(shù)據(jù)整理分析方法，并可與斜面小車、軌道小車等配套使用，但在可靠性、準確性以及課時利用率等方面，則有很大的差別。電火花計時器成功地克服了電磁打點計時器的缺點。一、運動與計時互相干擾電磁打點計時器工作時，由市電經線圈引起磁場的周期變化，策動彈片帶動打點針，在運動體拖動的紙帶上，以50赫茲頻率打點電磁打點計時器的打點針對運動中的紙帶產生沖擊和摩擦，干擾了紙帶的運動，這在自由落體實驗中尤為顯著。電火花計

2、時器利用高壓脈沖火花放電，放電針與紙帶沒有接觸，因而不會干擾紙帶運動。2排除運動對計時的干擾電磁打點計時器的計時周期會受到紙帶運動的干擾，對此我們進行以下分析和實驗。以振子向下打點過平衡位置的作為o相位，這樣在紙帶上打點時的相位將在附近稍小于的一點上，只要打點能保持在同一相位上，打點的20ms周期的等時性就能保證。當紙帶靜止時，若電磁打點計時器調節(jié)適當，打點的等時性得到保證。但是當紙帶運動時，受到打點針沖擊作用的紙帶對振子也產生反作用，從而影響到打點時相位產生顯著漂移，結果破壞了打點的等時性。二、操作性能的改善1減少調節(jié)，提高工作可靠性使用電磁打點計時器時，對打點相位的調節(jié)，常常是一般師生難以

3、掌握的技術難點；對已調好的計時器，在使用中因隨環(huán)境因素而改變，即使耗費大量時間與精力調節(jié)，也常常難以調好，從而降低了工作的可靠性，降低了實驗的置信度和課時利用率。使用電火花計時器時由于不需要上述調節(jié)，一般學生在2一5分鐘內便能采集到實驗數(shù)據(jù)，從而可以使學生的精力集中到控制實驗現(xiàn)象產生的條件，以及研究分析運動規(guī)律上去。2安全性能的突破電磁打點計時器在使用中是沒有安全問題的。電火花打點計時長期不能在教學中使用的關鍵之一是安全問題。早期的電火花打點計時器、其記錄靈敏度低下，依賴于電火花在白紙上燒孔，其電壓大于6V，電流達80mA，對人是有生命危險的。后來用熱敏紙，電壓也大于6V，電流為5至20mA，

4、也是極不安全的。我們采用的打點記錄方法，是一種與電場描繪及傳真記錄相類似的微電流轉印方法，其電壓雖然高達3萬伏，但電流控制在200A以下，從而解決了使用電火花計時器時的安全問題。三、實驗成本電磁打點計時器是一種低成本教學儀器，它的價格和實驗消耗都比較低。八十年代初，電火花計時器與電磁打點計時器之間的價格比在10：1以上，材料消耗比在50：1以上（前者用熱敏紙時），經過長期研究改進，我們終于找到了圖2所示的電路，在充電放電上都利用市電的相位信息，使電路大為簡化，使兩種產品的價格比低于2：1。由于電火花計時器不用低壓電源（學生電源），而電磁打點計時器要用配套的學生電源，若將此項因素一并考慮，則上述的價格比就要倒過來了，因此，電火花計時器更便宜。在材料的消耗方面，由于我們采用了合適的介質材料，火花放電的點跡經過放大轉印到普通白紙上，因此比電