試驗(yàn)方法和試驗(yàn)儀器去處理問題包括簡單的設(shè)計(jì)性試驗(yàn)PPT課件

1、二、考試大綱對實(shí)驗(yàn)的說明 1.1.要求會正確使用的儀器主要有: :刻度尺、游標(biāo) 卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用 電表、滑動變阻器、電阻箱等. . 2. 2.要求認(rèn)識誤差問題在實(shí)驗(yàn)中的重要性, ,了解誤 差的概念, ,知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差; ;知道用多次測 量求平均值的方法減少偶然誤差; ;能在某些實(shí)驗(yàn)中分 析誤差的主要來源; ;不要求計(jì)算誤差. . 3. 3.要求知道有效數(shù)字的概念, ,會用有效數(shù)字表達(dá) 直接測量的結(jié)果. .間接測量的有效數(shù)字運(yùn)算不做要求. .第1頁/共12頁三、有效數(shù)字 1.1.帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫做有效

2、數(shù)字. . 2. 2.有效數(shù)字的位數(shù): :從左側(cè)第一個(gè)不為零的數(shù)字 起到最末一位數(shù)字止, ,共有幾個(gè)數(shù)字，就是幾位有效 數(shù)字. . 例:0.092 3:0.092 3、0.092 300.092 30、2.014 02.014 0有效數(shù)字的位 數(shù)依次為3 3位、4 4位和5 5位. . 3. 3.科學(xué)記數(shù)法: :大的數(shù)字, ,如36 50036 500，如果第3 3位數(shù)5 5已不可靠時(shí), ,應(yīng)記作3.653.6510104 4; ;如果是在第4 4位數(shù) 不可靠時(shí), ,應(yīng)記作3.6503.65010104 4. .第2頁/共12頁四、誤差 1.1.系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因及特點(diǎn) (1)(1)來源: :

3、一是實(shí)驗(yàn)原理不夠完善; ;二是實(shí)驗(yàn)儀器 不夠精確; ;三是實(shí)驗(yàn)方法粗略. .例如, ,在驗(yàn)證力的平行 四邊形定則實(shí)驗(yàn)中, ,彈簧測力計(jì)的零點(diǎn)未校準(zhǔn)；在驗(yàn) 證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中, ,用砂和砂桶的重力代替對 小車的拉力等. . (2) (2)基本特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值的偏差總是偏 大或偏小. . (3) (3)減小方法: :改善實(shí)驗(yàn)原理; ;提高實(shí)驗(yàn)儀器的測 量精確度; ;設(shè)計(jì)更精巧的實(shí)驗(yàn)方法. . 第3頁/共12頁 2. 2.偶然誤差產(chǎn)生的原因及特點(diǎn) (1)(1)來源: :偶然誤差是由于各種偶然因素對實(shí)驗(yàn) 者和實(shí)驗(yàn)儀器的影響而產(chǎn)生的. .例如, ,用刻度尺多次 測量長度時(shí)估讀值的差異; ;電源

4、電壓的波動引起的測 量值微小變化. . (2) (2)基本特點(diǎn): :多次重復(fù)同一測量時(shí), ,偶然誤差有 時(shí)偏大, ,有時(shí)偏小, ,且偏大和偏小的機(jī)會比較接近. . (3) (3)減小方法: :多次測量取平均值可以減小偶然 誤差. . 3. 3.絕對誤差和相對誤差 從分析數(shù)據(jù)看, ,誤差分為絕對誤差和相對誤差. .第4頁/共12頁 絕對誤差: :絕對誤差是測量值與真實(shí)值之差, ,即 絕對誤差=|=|測量值- -真實(shí)值|.|.它反映了測量值偏離真 實(shí)值的大小. . 相對誤差：相對誤差等于絕對誤差與真實(shí)值之 比, ,常用百分?jǐn)?shù)表示, ,即相對誤差= = 100%. 100%. 它反映了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確

5、程度. . 對于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)值的評價(jià), ,必須考慮相對誤差, ,絕 對誤差大者, ,其相對誤差不一定大. .五、測量儀器的讀數(shù) 各種測量儀器最終的讀數(shù)都要以有效數(shù)字的形 式給出, ,每個(gè)有效數(shù)字的最后一位數(shù)字為估讀數(shù)字, , 此數(shù)字和誤差所在位置一致. .為此, ,讀數(shù)時(shí)要知道所 絕對誤差真實(shí)值第5頁/共12頁用測量儀器的精確度, ,知道哪些儀器不需要估讀, ,哪 些儀器需要估讀, ,及估讀到的位數(shù). . 1. 1.不需要估讀的儀器 (1)(1)游標(biāo)卡尺: :由于游標(biāo)卡尺是相差讀數(shù), ,游標(biāo)尺 上每一小格與主尺上每一小格的差值即為精確度, ,所 以游標(biāo)卡尺不需要估讀. . (2) (2)機(jī)械秒表:

6、 :因?yàn)闄C(jī)械秒表采用齒輪轉(zhuǎn)動, ,指針 不會停留在兩小格之間, ,所以不能估讀出比0.1 s0.1 s更 短的時(shí)間, ,即機(jī)械秒表不需要估讀. . (3) (3)歐姆表: :由于歐姆表的刻度不均勻, ,只作為粗 測電阻用, ,所以歐姆表不需要估讀. . 第6頁/共12頁 (4) (4)電阻箱: :能直接讀出接入電阻大小的變阻器, , 但它不能連續(xù)變化, ,不能讀出比最小分度小的數(shù)值, , 所以電阻箱不需要估讀. . 2. 2.需要估讀的儀器 在常用的測量儀器中, ,刻度尺、螺旋測微器、電 流表、電壓表、天平、彈簧秤等讀數(shù)時(shí)都需要估讀. . 估讀的一般原則: : (1) (1)最小刻度是1(1(

7、包括0.10.1、0.01)0.01)的儀器要估讀 到最小刻度的下一位, ,即采用1/101/10估讀, ,如刻度尺、 螺旋測微器、安培表0 0 3 A3 A擋、電壓表0 0 3 V3 V擋等. . 第7頁/共12頁 (2) (2)最小刻度是2(2(包括0.20.2、0.02)0.02)的儀器，誤差 出現(xiàn)在本位上, ,采用半刻度(1/2(1/2刻度) )估讀, ,讀數(shù)時(shí)靠 近某一刻度讀此刻度值, ,靠近刻度中間讀一半，即所 謂的指針“靠邊讀邊, ,靠中間讀一半”，如電流表量 程0.6 A,0.6 A,最小刻度為0.02 A0.02 A，誤差出現(xiàn)在0.01 A0.01 A位, , 不能讀到下一位

8、. . (3) (3)最小刻度是5(5(包括0.50.5、0.05)0.05)的儀器, ,誤差 出現(xiàn)在本位上, ,采用1/51/5估讀, ,如電壓表0 0 15 V15 V擋, ,最 小刻度是0.5 V0.5 V，誤差出現(xiàn)在0.1 V0.1 V位，不能讀到下 一位. .六、測量儀器的使用 對于測量儀器的使用, ,要了解測量儀器的量程、 精確度和使用注意事項(xiàng). . 第8頁/共12頁 1. 1.注意所選儀器的量程 這是保護(hù)測量儀器的一種重要方法，特別是天 平、彈簧秤、溫度計(jì)、電流表、電壓表、多用電表 等, ,超量程使用會損壞儀器, ,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要根據(jù)實(shí)驗(yàn) 的具體情況選擇量程適當(dāng)?shù)膬x器. .在使用電

9、流表、電 壓表時(shí), ,選用量程過大的儀器, ,會造成采集的實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)過小, ,相對誤差較大, ,應(yīng)選擇使測量值位于電表量 程的1/31/3以上的電表; ;使用多用電表測電阻時(shí), ,應(yīng)選擇 適當(dāng)?shù)膿跷? ,使歐姆表的示數(shù)在表盤的中值附近. . 2. 2.注意所選儀器的精確度 所選用儀器的精確度直接影響著測量讀數(shù)中有 效數(shù)字的位數(shù), ,因此應(yīng)在使用前了解儀器的精確度, , 第9頁/共12頁即看清儀器的最小刻度值. .其中螺旋測微器和秒表的 最小刻度是一定的; ;游標(biāo)卡尺上游標(biāo)尺的最小刻度、 天平游碼標(biāo)尺的最小刻度、彈簧秤的最小刻度, ,都因 具體的儀器情況不同而有所差異; ;電流表、電壓表和 多用

10、電表則因所選擋位不同最小刻度值亦不同, ,因此 在進(jìn)行電表儀器的讀數(shù)時(shí), ,一定要看清所選的擋位. . 3. 3.儀器使用注意事項(xiàng) (1)(1)天平在進(jìn)行測量前應(yīng)先調(diào)平衡. . (2) (2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需用交流電源( (電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用4 4 6 V6 V的交流電源, ,電火花計(jì)時(shí)器用220 V220 V交流電源).).第10頁/共12頁 (3) (3)多用電表的歐姆擋每次換擋后要重新調(diào)零, , 被測電阻要與電路斷開, ,使用完畢后要將選擇開關(guān)轉(zhuǎn) 至交流電壓最高擋或“OFF”O(jiān)FF”擋. . (4) (4)滑動變阻器、電阻箱和定值電阻使用過程中 要考慮其允許的最大電流. .滑動變阻器采用限流接法 時(shí), ,滑