高中物理实验仪器的读数问题.doc

永和中学缪于清教学资料 2013.2.20高中物理仪表读数一、读数记录时要注意“有效数字”有效数字是运用在对结果的精确度表达的一种方式，如果给你一个数（如：0.0210），要确定有效数字是：从左边第一个不是零的数字起到最后一个数位止，所有的数字都是有效数字。有几个就是几个有效数字（如：“0.0213”就是三位有效数字），但结果真正有意义的只到倒数第二位，最后一位有效数是估计值。图1例1：用最小刻度值为0.1cm（即：1mm）的刻度尺测量一木板的长度，如图1所示，因为该刻度尺精度0.1cm（即：1mm），若以cm为单位，则可以估读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字，右图1木板的长度应记为 1.83 cm,其中0.03cm是估读的。图2例2：同样的刻度尺测量下面的木板的长度，如图2所示，如果认为刚好到2这个刻度值，则木板的长度应记为 2.00 cm,二、测量仪器的读数规则 测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，在中学阶段一般根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置，对于常用的仪器可按下述方法读数：最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读. 最小分度是0.1厘米的刻度尺（如：三角板），读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字。最小分度是0.1A的电流表（量程为3A），读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字。最小分度为0.1V的电压表（量程为3V），读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字。最小分度是“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读 最小分度是0.02A的电流表（量程为0.6A），读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字。最小分度为0.5V的电压表（量程为15V），读到小数点后第1位，小数点后只有一位数字是有效数字。三、实例讲析一般来说：在中学物理中，仪表的读数问题有以下三种情况，有的仪表的读数记录是需要估读的，读数按以上所讲的规则进行记录。有的仪表的读数是无需估读的。有的仪表的读数记录依不同的档位测量的物理量，故有要估读的，也有不要估读的。第一类：无需估读的仪器在中学物理实验中，不需要估读的测量仪器有：游标卡尺、秒表、电阻箱等。读数记录时，有效数字记录到精度达到的位数即可。1. 游标卡尺读数游标卡尺读数方法： 读数=主尺毫米整刻度+游尺正对格数精度 游标卡尺的精度分三种：10分度的，精度0.1 mm；20分度的，精度0.05 mm;和50分度的，精度0.02 mm例题：按照有效数字规则读出以下仪器的测量值例3.如图3所示，读数为 20.3 mm。图3例4.如图4所示，读数为 10.0 mm。或 1.00 cm。图4例3. 如图5所示, 读数为_104.05_ _ mm。图5例5.如图6所示，读数为 27.20 mm。图62. 机械秒表的读数机械秒表的长针是秒针,转一周是30s,因为机械秒表采用的齿轮传动,指针不可能停留在两小格之间,所以不能估读出比0.1秒更短的时间.位于秒表上部中间的小圆圈里面的短针是分针,表针走一圈15min,每小格为0.5min 。秒表读数方法: t=短针读数+长针读数 例6如图7所示，读数为 99.8 s。图7图53.电阻箱电阻箱的阻值=每个旋钮上的数倍率，最后相加。图8例7.如图8所示，其读数为： 84580.2 。第二类：需要估读的仪器如：电流表、电压表、刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧秤等。1电流表、电压表的读数例8. 按照有效数字规则读出下列电表的测量值.最小分度值是1（包括0.1、0.01等）的，误差位应为最小分度的下一位，采用1/10估读。.最小分度值是5（包括0.5、0.05等），误差位与最小分度在同一位，采用1/5估读，即五分之几格估读。 .最小分度值是2（包括0.2、0.02等），误差位与最小分度在同一位，采用1/2估读，即不足半小格舍去，超过半小格按半格估读，接近满格按满格估读。0123051015V00.20.40.60123A图9接0-3V量程时读数为_2.16_V. 接0-3A量程时读数为_ 0.89_A. 接0-15V量程时读数为_10.8 _V. 接0-0.6A量程时读数为_0.18_A.2刻度尺的读数一般我们使用的是毫米刻度尺，其最小分度是1mm，误差出现在下一位，即要估读到十分位.例9用刻度尺测量一木板的长度如图所示，尺的最小刻度值为 ，木板的长度应记为 1.83 cm图103. 螺旋测微器读数螺旋测微器的最小刻度为0.01mm,误差出现在毫米的千分位上,所以在毫米的千分位上进行估读.故以mm为单位时，小数点后第3位也是有效数字。螺旋测微器读数方法: 读数=固定刻度示数+可动刻度示数精度 图11例10.图124.天平的读数称量物体时，将物体放在左盘，将砝码放在右盘，读数时，将砝码的质量加上游码移动的数即可具体还要看它的精度,与电流表和电压表读数方法相类似.例11.打开图13中，该物体的质量为: 82.6 g图135.弹簧秤的读数例12.该弹簧秤的最小分度值是0.2（即：精度是0.2牛顿），误差位与最小分度在同一位，采用1/2估读，即不足半小格舍去，超过半小格按半格估读，接近满格按满格估读。右图14中读数是：F= 1.3 牛顿。0.3牛顿是估读的，小数点后只有一位是有效数字。第三类：有要估读的，也有无需估读的。如：多用电表的表盘刻度中，万用表的电压档、电流档则要估读，欧姆档则可估读，也可不估读。图14普通多用表常见的刻度线：最上面是电阻刻度(最右是0，最左是)；接下来是交/直流电压、直流电流的刻度(最左是0，最右是10、50、250)，不同表的每档量程安排不一样。有些多用表还能测(刻度依次排列)：（中学物理不要求）三极管的直流放大倍数hFE(最左是0，最右是300左右)、电容值(F)、电感值(H)、电平(dB)等。图15也有的多用表是：电阻(-0)；交直流电压、电流(0-10,25,500)；交流10V档(0-10)、（中学物理不要求）电平(dB)这几条刻度。当选用万用表的电压档测量时，万用表就相当于一个电压表，同理，当选用万用表的10mA档测量直流电流时，说明此时的万用表相当于一个量程为10mA的电流