演示 1 · 电磁

电磁打点计时器 — 结构 · 振针打点

振针每 0.02 s 敲一次复写纸（动画已慢放 25 倍）

🧲 电磁打点计时器

工作电源：约 6~8 V 低压交流电（50 Hz），学生电源。

打点周期 T = 1/f = 0.02 s

打点原理：线圈通交流电 → 电流方向周期变化 → 线圈磁场与永久磁铁相互作用 → 振片带动振针上下振动 → 振针敲击复写纸，在纸带上打点。

主要结构：

  1. 线圈（电磁铁，绕在铁芯上）
  2. 永久磁铁（U 形，架在振片上方）
  3. 振片（弹性金属片，一端固定）
  4. 振针（连在振片自由端，向下伸出）
  5. 复写纸（压在纸带上）
  6. 限位孔（固定纸带位置）
  7. 接线柱（接低压交流电源）

使用步骤：

  1. 固定打点计时器，纸带穿过限位孔
  2. 接上低压交流电源
  3. 先开电源，再释放小车（拉纸带）
  4. 实验结束，先断电源，再取纸带
注意：振针通过复写纸挤压纸带，纸带运动阻力较大，误差较大。
演示 2 · 电火花

电火花打点计时器 — 结构 · 火花放电

放电针每 0.02 s 放一次电火花（动画已慢放 25 倍）

⚡ 电火花打点计时器

工作电源：220 V 交流电（50 Hz）。

打点周期 T = 1/f = 0.02 s

打点原理：220 V 交流电经放电针周期性放电产生电火花，把墨粉纸盘上的碳粉打到纸带上，留下点迹。

主要结构：

  1. 放电针（接正极，周期性放电）
  2. 墨粉纸盘（接负极，带碳粉，随纸带滚动）
  3. 纸盘轴（支撑墨粉纸盘）
  4. 纸带（从放电针下方穿过）

使用步骤：

  1. 装好墨粉纸盘，纸带穿过打点位置
  2. 接上 220 V 交流电源
  3. 先开电源，再释放小车（拉纸带）
  4. 实验结束，先断电源，再取纸带
注意：放电针与纸带不直接接触，纸带运动阻力较小，误差较小（比电磁式更常用）。
演示 3 · 测量

纸带打点 — 测速度 · 测加速度

初速度 v₀1.0 m/s
加速度 a2.0 m/s²

📜 纸带是怎么测出 v 和 a 的？

打点周期 T₀=0.02 s。为方便测量，每 5 个点取 1 个计数点，两计数点间：

T = 5×0.02 s = 0.1 s

① 测瞬时速度（时间中点）：

vn = (xn + xn+1) / 2T

② 测加速度（相邻位移差）：

Δx = xn+1 − xn = aT²
播放后，这里显示各段位移、瞬时速度、加速度。
关键：点越疏 → 速度越大；点距均匀＝匀速，点距递增＝加速，递减＝减速。
总结 · 对比

电磁 vs 电火花 打点计时器

项目🧲 电磁打点计时器⚡ 电火花打点计时器
工作电源6~8 V 低压交流电220 V 交流电
打点方式振针敲击复写纸放电针火花放电 + 碳粉
主要结构线圈、振片、振针、复写纸放电针、墨粉纸盘
纸带阻力较大（振针挤压纸带）较小（不接触纸带）
误差较大较小（更常用）
打点周期都是 T = 1/50 s = 0.02 s（用交流电，频率 50 Hz）
操作顺序先开电源 → 再释放小车；结束先断电 → 再取纸带

共同点：都用交流电（频率决定打点周期），都能记录等时间间隔的位移，从而测出速度和加速度。

📋 一句话记住

电磁＝低压 + 振针复写纸，阻力大；

电火花＝220V + 火花喷碳粉，阻力小。

周期都等于 0.02 s

测量三件套：

计数点间隔T = 0.1 s
瞬时速度v = (x₁+x₂)/2T
加速度a = Δx/T²
常见错误：① 先放小车后开电源（漏掉开头几个点）；② 直接用原始点间距当 0.1s（忘了 5 个点一组）。