巧用打點計時器做實驗

婁高華

眾所周知，在高中物理力學實驗中打點計時器是一個重要角色，如研究勻變速直線運動、探究加速度與力和質量的關系、驗證動能定理、驗證機械能守恒定律等重要實驗中都少不了打點計時器。在這些實驗中打點計時器都是為了測速度或加速度，這樣就讓很多老師和同學們認為對打點計時器的用處產生片面的認識。其實只要精心設計，妙用打點計時器就可以完成一些有趣的實驗，下面筆者就多年物理教學中總結的巧用打點計時器做的實驗舉例一二，與各位同仁分享。

1、巧用打點計時器驗證變壓器是能改變電壓的，但不改變頻率

具體操作：把教學用變壓器（原線圈220V，副線圈能輸出6V的）、電磁打點計時器、重錘、紙帶、開關按圖1按裝，原線圈直接接到220V的家庭電路上，副線圈接6V的接線柱，為了安全可通過開關與電磁打點計時器連接。一端接有重錘的紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔，閉合開關，打點計時器工作，釋放重錘。將打出的第一個點標為0，之后按1、2、…依次標出個點，測出紙帶上0點到n點的距離h（距離稍大一些，有利于減小誤差），用計算出重錘下落的時間，那么頻率，在實驗誤差允許的范圍內可以得到f為我國規定的交流電頻率。

2、巧用打點計時器來測玩具電動機的功率

實驗器材：玩具電動機，帶有兩個固定鐵夾的鐵架臺，電磁打點計時器，低壓交流電源，垂錘，細線，米尺，紙帶，復寫紙片，天平等。

實驗步驟：

①如圖2所示，將玩具電動機和電磁打點計時器固定在鐵架臺上，并與電源接好。把一根細線固定在電動機的轉輪上，細線下端連接在重錘上端，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在垂錘上；

②接通打點計時器的電源，啟動電動機帶動重錘上升；

③經過一段時間，關閉打點計時器和電動機，取下紙帶，進行取點擊均勻的段進行測量；求出勻速運動的速度v；

④用天平測出垂錘的質量m。那么電動機的額定功率P=mgv。

3、巧用打點計時器來測勻速轉動物體的角速度

實驗器材：電磁打點計時器、米尺、紙帶、復寫紙片。

實驗步驟：

①如圖3所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側面上，使得圓盤轉動時，紙帶可以卷在圓盤側面上；量出圓盤半徑為r。

②啟動控制裝置使圓盤轉動，同時接通電源，打點計時器開始打點。

③經過一段時間，停止轉動和打點，取下紙帶。

在紙帶上取間距較大的兩點，量出之間的距離x，并根據點數n算出兩點間的時間t=nT（T為打點計時器的打點周期），那么圓盤轉動的角速度。