Question

12．打點計時器是高中物理中重要的實驗儀器，圖中的甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的，請回答下面的問題：

（1）圖甲是電磁（填“電磁”或“電火花”）打點計時器，電源采用的是交流電4～6 V（填“交流電4～6V”、“交流220V”、四節干電池）．
（2）某同學在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上依次確定出A、B、C、D、E五個計數點．其相鄰點間的距離如圖丙所示，每兩個相鄰的計數點之間還有4個計時點未標出．各點到A點距離分別為2.88cm，7.20cm，12.96cm，20.16cm．
①每兩個計數點間的時間間隔0.1s．
②試根據紙帶上數據，計算出打下D點時小車的瞬時速度是0.648m/s（保留三位有效數字）．
（3）用打點計時器測定小車的速度，當使用的電源頻率高于50Hz時，如果仍按50Hz來計算，則測得的速度將比真實值偏小（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）電磁打點計時器用振針打點，使用低壓交流電；而電火花計時器用電火花打點，使用220V交流電；
（2）（3）利用勻變速直線運動中的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求解D點的瞬時速度，結合該原理分析電源頻率變化導致的誤差情況．

解答 解：（1）圖甲是電磁（填“電磁”或“電火花”）打點計時器，電源采用的是交流電4～6 V；
（2）①電源頻率為50Hz，每兩個相鄰的計數點之間還有4個計時點未標出，故每兩個計數點間的時間間隔為0.1s；
②打下D點時小車的瞬時速度等于CE段的平均速度，故v_D=$\frac{（20.16-12.96）×0.01m}{2×0.1s}=0.648m/s$；
（3）當使用的電源頻率高于50Hz時，則打點周期偏小，如果仍按50Hz來計算，根據v=$\frac{x}{t}$，在代入數據時，t的代入值偏大，故v的測量值偏小；
故答案為：（1）電磁，交流電4～6 V；（2）0.1，0.648；（3）偏小．

點評 本題考查利用紙帶研究勻變速直線運動，關鍵是明確實驗原理，知道勻變速直線運動中某段時間的平均速度等于該段時間的中間時刻的瞬時速度．