高中物理實(shí)驗(yàn)儀器讀數(shù)問題

1、 高中物理實(shí)驗(yàn)儀器讀數(shù)方法一、儀器讀數(shù)1、游標(biāo)卡尺讀數(shù)尺子類型游標(biāo)尺長度游標(biāo)尺每格長度最小刻度（精確度） 以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后保留的位數(shù)10分度20分度50分度( )mm ( )mm( )mm ( )mm( )mm ( )mm2、螺旋測微器：原理： 可動刻度轉(zhuǎn)一圈測微螺桿前進(jìn)或后退一個螺距，即 mm，可動刻度分成50小格，轉(zhuǎn)一圈即轉(zhuǎn)了50小格，轉(zhuǎn)一格測微螺桿前進(jìn)或后退 mm，螺旋測微器的最小刻度為 ，以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后保留的位數(shù)為 。 cm m mm3.電阻箱的讀數(shù)【例2】下圖是電阻箱示意圖，試讀出當(dāng)時電阻箱的阻值。×0.1×10×1×1K

2、5;10K×100176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890解：電阻箱面板上有6個旋鈕，每個旋鈕上方都標(biāo)有倍率。將每個旋鈕的指針?biāo)傅臄?shù)值（都為整數(shù)）乘以各自的倍率，從最高位到低位依次讀出來，就得到這時電阻箱的實(shí)際阻值。注意圖中最左邊的兩個黑點(diǎn)是表示的是接線柱。若指針位置如圖所示，則阻值為84580.2。如：（04北京理綜）電阻箱各旋鈕的位置如右圖所示，電阻箱R的阻值是_。解析：電阻箱的讀數(shù)方法是：每擋指示數(shù)字乘以相應(yīng)倍率后相加的總和，所以86.3。4.總結(jié)高考國卷電表讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對最小分度為“1” 、“2”的

3、采用“十分之一估讀法”，估計數(shù)字出現(xiàn)在下一位；對最小分度為“5”的采用“五分之一估讀法”， 估計數(shù)字出現(xiàn)在同一位。這樣讀數(shù)記錄=刻度完整部分+估計等分?jǐn)?shù)×，后部分乘積為0時不能丟，象游標(biāo)卡、千分尺讀數(shù)一樣要補(bǔ)齊。顯然，高中階段，這種辦法適合學(xué)生理解接受，不額外增加負(fù)擔(dān)，上了大學(xué)再進(jìn)一步學(xué)習(xí)更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓雷x規(guī)則，現(xiàn)實(shí)中不失為一種為大學(xué)準(zhǔn)備的承上啟下的過渡性辦法?！纠?】下圖是電壓表的刻度盤。若當(dāng)時使用的是該表的0-3V量程，那么電壓表讀數(shù)為多少？若當(dāng)時使用的是該表的0-15V量程，那么電壓表度數(shù)又為多少？0123V051015解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下

4、估讀一位，讀1.15V（由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.14V-1.17V之間都算正確）。0-15V量程最小刻度為0.5V，不是10分度的，因此只要求讀到0.1V這一位，所以讀5.7V（5.5V-5.8V之間都算正確）。例1（2008寧夏新課程卷，注：實(shí)際是教育部考試中心命制）右圖為一正在測量中的多用電表表盤.（1）如果是用×10檔測量電阻，則讀數(shù)為 。（2）如果是用直流10 mA檔測量電流，則讀數(shù)為 mA。（3）如果是用直流5 V檔測量電壓，則讀數(shù)為 V。標(biāo)答: (1)60 或6.0×10； (2)7.18 ；(3)3.59。解析：（1）電阻刻度“510”共5格

5、，最小刻度是2，采用“十分之一估讀法”，故讀作“6±（01）×0.2”，再乘以檔位的倍率10，即5961，標(biāo)答60；（2）用10 mA檔測量電流，每格刻度為0.2mA，采用“十分之一估讀法”，讀數(shù)為7mA+（89）×0.02mA=7.167.18mA（如果按大學(xué)物理2.5級電表讀數(shù)誤差規(guī)則，就只能估記到0.2/2=0.1 mA，結(jié)果就是7.2 mA，與標(biāo)答不符。中學(xué)生不具有這方面知識，故高考標(biāo)答沒采用這種方法標(biāo)準(zhǔn)）；(3) 用直流5 V檔測量電壓，每格刻度為0.1V，采用“十分之一估讀法”，讀數(shù)為3.5 V +（89）×0.01 V=3.583.59 V

6、。 例2 （2010年全國卷）下面左圖是課標(biāo)卷23題，讀出圖中A示數(shù)I1= mA；右圖是大綱版卷23題, 讀出圖中A示數(shù)I2= mA。標(biāo)答：115 ；0.660 解析：左圖量程150 mA，每小格5 mA，采用“五分之一估讀法”，估到5 mA /5=1 mA ，讀作115 mA+0×1 mA=115 mA，標(biāo)答是115 mA，而不是115.0 mA。右圖1.0 mA,50格，每小格0.02 mA，采用“十分之一估讀法”，估到0.02 mA/2=0.002 mA, 讀作0.66 mA+0×0.002 mA=0.660 mA，而不是0.66 mA（二分之一估讀法結(jié)果）?？赡苊}

7、者考慮到有人用“二分之一估讀法”，故在題后特別要求“保留3位有效數(shù)字”，以避免爭執(zhí)，把握引向。盡管湖北自擬評分細(xì)則對填“0.66” mA也給2分，并不鼓勵隨意拔高課程標(biāo)準(zhǔn)要求。例32011年大綱版全國卷23題 第（2）問多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖11（a）（b）（c）所示，則多用電表（使用×1檔）的讀數(shù)為    ；電流表讀數(shù)為_mA；電阻箱的讀數(shù)為     ；標(biāo)答：14.0；53.0 ；4.6解析：歐姆檔“1015”每格1，估讀到0.1，讀作14+0×0.1=14.0（2分，填為“1

8、4”只給1分）；電流表量程60 mA，每格1 mA，估讀到0.1 mA，讀作53 mA+0×0.1 mA=53.0 mA，（2分，填為“53”只給1分）；4.6（電阻箱不估讀）。顯然，標(biāo)答及評分細(xì)則明確了命題者對歐姆檔的估讀要求，同時考慮到可能有人拿教材為由評說，采取了折中處理，填為“14”給1分（扣1分）。實(shí)際上，這既是對課本習(xí)題答案的“校正”，也是對有些地方隨意降低要求的適時“糾偏”，有明顯的指導(dǎo)意義。上述觀點(diǎn)只是筆者的一種揣測，跟高考命題者思考是否一致，還須關(guān)注明春考試中心拿出的2011年高考試題分析解釋，這里提出來供我市同仁研究參考。二、高考地方自主命題，電表讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)亟待統(tǒng)一

9、從地方試卷發(fā)現(xiàn)，地方自主命題和各地調(diào)考模擬等則不盡一致，多數(shù)認(rèn)為歐姆表測電阻本身粗略，估讀意義不大，對讀數(shù)有效數(shù)位記錄不作嚴(yán)格要求。對“2” 、“5”分度的電流、電壓表，則分別提出“二分之一”和“五分之一”估讀要求。在電表讀數(shù)這個問題上，我市高三復(fù)習(xí)備考要以國卷標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，不能因此受到干擾。例1（2009年安徽卷）用多用電表進(jìn)行了幾次測量，指針分別處于a、b的位置，如圖所示。若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中所指的檔位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少？請?zhí)钤诒砀裰?。?biāo)答：指針位置選擇開關(guān)所處的檔位讀數(shù)a直流電流100mA23.0mA直流電壓2.5V0.57Vb電阻×100320解析：這是人教

10、版選修31P68習(xí)題改編試題。（1）對直流電流100 mA刻度盤，每小格2 mA，采用“十分之一估讀法”， 估到2/10=0.2 mA，讀作22 mA +（45）×0.2 mA=22.823.0 mA；（2）直流電壓2.5V刻度盤，每小格0.05V，采用“五分之一估讀法”，估到0.05 V/5=0.01V,讀作0.55 V+（23）×0.01V=0.570.58V；（3）電阻×100檔在“05”段每小格為0.5，采用“五分之一估讀法”，估到0.5/5=0.1，讀作3+（12）×0.1×倍率100=（3.13.2）×102?？梢?，安徽這

11、里對歐姆檔估讀不作要求，卻導(dǎo)致測量結(jié)果準(zhǔn)確數(shù)位無形拔高了一個數(shù)量級。例21（2011年廣東卷34題第1問）：粗測小電珠的電阻，應(yīng)選擇多用電表_倍率的電阻擋（請?zhí)羁铡?#215;1”、“×10”或“×100”）；調(diào)零后，將表筆分別與小電珠的兩極連接，示數(shù)如圖2，結(jié)果為_。標(biāo)答：×1；7.37.7解析：×1；歐姆檔“510”每格1，估讀到1/10=0.1，故讀作7+（37）×0.1×倍率1=（7.37.7）。 例22（2003年廣東卷）下圖為正在測量中的多用電表表盤。（1）如果是用直流10V檔測量電壓，則讀數(shù)為 V。（2）如果是

12、用×100W檔測量電阻，則讀數(shù)為 W。（3）如果是用直流5mA檔測量電流，則讀數(shù)為 mA。標(biāo)答：6.5；8.0×102；3.25解析：（1）如果是用直流10V檔測量電壓，每個小格為0.2V，采用“十分之一估讀法”， 估到0.2/10=0.02V,所以讀作6.4+（45）×0.02V=（6.486.50）V。標(biāo)答為6.5V，顯然，是采用“二分之一估讀法”。（2）如果是用×100W檔測量電阻，為8.0個小格，“510”每格為1W，采用“十分之一估讀法”， 估到1/10=0.1W，所以讀作8W±（01）×0.1W×倍率100=（7

13、.98.1）×102W。標(biāo)答為8.0×102W。（3）如果是用直流5mA檔測量電流，每個小格為0.1A，采用“十分之一估讀法”， 估到0.01 A，所以讀作3.2A+(45) ×0.01 A =3.243.25A。標(biāo)答為3.25A。可見，廣東不僅要求歐姆檔估讀，而且對電流、電壓表讀數(shù)是按大學(xué)物理中介紹的電表準(zhǔn)確度等級讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的。例3（2009年上海卷）用多用表的歐姆檔(選用×kW)測量阻值約為幾十kW的電阻Rx，根據(jù)右圖所示指針位置，此被測電阻的阻值約為_W。標(biāo)答：30k（或30000）。解析：歐姆檔“2040”每格2W，估讀到0.2W，讀作30W+

14、0×0.2W×倍率k=30.0 kW，或記為3.00×104W。可見，上海卷標(biāo)答為“30k（或30000）”，表明上海對歐姆檔估讀有效數(shù)位記錄未作要求。例4（2006年天津卷）一多用電表的電阻檔有三個倍率，分別是×1、×10、×100。用×10檔測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)換到 檔。如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是 ，若補(bǔ)上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值是_。 標(biāo)答：×100；調(diào)零（或重新調(diào)零）；2.2×10 3 (或 2.2k) 解析：歐姆檔“2030” 每格2W，可估讀到0.2W，讀作22W+0×0.2W×倍率100=2.20 ×103W或2.20kW?？梢姡旖蚓順?biāo)答為“2.2×10 3 (或 2.2k)”表明天津?qū)W姆檔估讀有效數(shù)位記錄也未作要求。例5（2006年重慶卷)用已調(diào)零且選擇旋鈕指向歐姆擋“×10”位置的多用電表測某電阻阻值，根據(jù)題22圖1所示的表盤，被測電阻阻值為 。若將該表選擇旋鈕置于1 mA擋測電流，表盤仍如題22圖1所示