高中物理实验仪器读数问题

高中物理实验仪器读数方法高中物理实验仪器读数方法 一 仪器读数一 仪器读数 1 游标卡尺读数 尺子类型游标尺长度游标尺每格长 度 最小刻度 精 确度 以 mm 为单位 小数 点后保留的位数 10 分度 20 分度 50 分度 mm mm mm mm mm mm 2 螺旋测微器 原理 可动刻度转一圈测微螺杆前进或后退一个螺距 即 mm 可动刻度分成 50 小格 转一圈即转了 50 小格 转一格测微螺杆前进或后退 mm 螺旋测微器的 最小刻度为 以 mm 为单位 小数点后保留的位数为 cm m mm 3 电阻箱的读数 例 2 下图是电阻箱示意图 试读出当时电阻箱的阻值 解 电阻箱面板上有 6 个旋钮 每个旋钮上方都标有倍率 将每个旋钮的指针所指的 数值 都为整数 乘以各自的倍率 从最高位到低位依次读出来 就得到这时电阻箱的实 际阻值 注意图中最左边的两个黑点是表示的是接线柱 若指针位置如图所示 则阻值为 84580 2 如 04 北京理综 电阻箱各旋钮的位置如 右图所示 电阻箱 R 的阻值是 解析 电阻箱的读数方法是 每挡指示数字乘 以相应倍率后相加的总和 所以 86 3 4 总结高考国卷电表读数标准总结高考国卷电表读数标准 0 1 10 1 1K 10K 100 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 0 12 3 V 0 510 15 对最小分度为 1 2 的采用 十分之一估读法 估计数字出现在下一位 对最小分 度为 5 的采用 五分之一估读法 估计数字出现在同一位 这样读数记录 刻度完整部分 估计等分数 后部 12 5 最小分度 或 的十分之一 最小分度 的五分之一 分乘积为 0 时不能丢 象游标卡 千分尺读数一样要补齐 显然 高中阶段 这种办法适合学生理解接受 不额外增加负担 上了大学再进一步 学习更科学严谨的估读规则 现实中不失为一种为大学准备的承上启下的过渡性办法 例 1 下图是电压表的刻度盘 若当时使用的是该表的 0 3V 量程 那么电压表读数 为多少 若当时使用的是该表的 0 15V 量程 那么电压表度数又为多少 解 0 3V 量程最小刻度是 0 1V 是 10 分度的 因此要向下估读一位 读 1 15V 由 于最后一位是估读的 有偶然误差 读成 1 14V 1 17V 之间都算正确 0 15V 量程最小 刻度为 0 5V 不是 10 分度的 因此只要求读到 0 1V 这一位 所以读 5 7V 5 5V 5 8V 之 间都算正确 例例 1 2008 宁夏新课程卷 注 实际是教育部考试中心命制 右图为一正在测量中的 多用电表表盘 1 如果是用 10档测量电阻 则读数为 2 如果是用直流 10 mA 档测量电流 则读数为 mA 3 如果是用直流 5 V 档测量电压 则读数为 V 标答 1 60 或 6 0 10 2 7 18 3 3 59 解析 1 电阻刻度 5 10 共 5 格 最小刻度是 2 采用 十分之一估读法 故读 作 6 0 1 0 2 再乘以档位的倍率 10 即 59 61 标答 60 2 用 10 mA 档测量电流 每格刻度为 0 2mA 采用 十分之一估读法 读数为 7mA 8 9 0 02mA 7 16 7 18mA 如果按大学物理 2 5 级电表读数误差规则 就只 能估记到 0 2 2 0 1 mA 结果就是 7 2 mA 与标答不符 中学生不具有这方面知识 故高 考标答没采用这种方法标准 3 用直流 5 V 档测量电压 每格刻度为 0 1V 采用 十分之一估读法 读数为 3 5 V 8 9 0 01 V 3 58 3 59 V 例例 2 2010 年全国卷 下面左图是课标卷 23 题 读出图中 A 示数 I1 mA 右图是大纲版卷 23 题 读出图中 A 示数 I2 mA 标答 115 0 660 解析 左图量程 150 mA 每小格 5 mA 采用 五分之一估读法 估到 5 mA 5 1 mA 读作 115 mA 0 1 mA 115 mA 标答是 115 mA 而不是 115 0 mA 右图 1 0 mA 50 格 每小格 0 02 mA 采用 十分之一估读法 估到 0 02 mA 2 0 002 mA 读作 0 66 mA 0 0 002 mA 0 660 mA 而不是 0 66 mA 二分之一估读法结果 可 能命题者考虑到有人用 二分之一估读法 故在题后特别要求 保留 3 位有效数字 以避免争执 把握引向 尽管湖北自拟评分细则对填 0 66 mA 也给 2 分 并不鼓励随 意拔高课程标准要求 例例 3 2011 年大纲版全国卷 23 题 第 2 问 多用电表 电流表与电阻箱的示数分别 如图 11 a b c 所示 则多用电表 使用 1 档 的读数为 电流表读数为 mA 电阻箱的读数为 标答 14 0 53 0 4 6 解析 欧姆档 10 15 每格 1 估读到 0 1 读作 14 0 0 1 14 0 2 分 填 为 14 只给 1 分 电流表量程 60 mA 每格 1 mA 估读到 0 1 mA 读作 53 mA 0 0 1 mA 53 0 mA 2 分 填为 53 只给 1 分 4 6 电阻箱不估读 显然 标答及评分细则明确了命题者对欧姆档的估读要求 同时考虑到可能有人拿教 材为由评说 采取了折中处理 填为 14 给 1 分 扣 1 分 实际上 这既是对课本习题 答案的 校正 也是对有些地方随意降低要求的适时 纠偏 有明显的指导意义 上述观点只是笔者的一种揣测 跟高考命题者思考是否一致 还须关注明春考试中心 拿出的 2011 年高考试题分析 解释 这里提出来供我市同仁研究参考 二 高考地方自主命题 电表读数标准亟待统一二 高考地方自主命题 电表读数标准亟待统一 从地方试卷发现 地方自主命题和各地调考模拟等则不尽一致 多数认为欧姆表测电 阻本身粗略 估读意义不大 对读数有效数位记录不作严格要求 对 2 5 分度的电流 电压表 则分别提出 二分之一 和 五分之一 估读要求 在电表读数这个问题上 我市高 三复习备考要以国卷标准为准绳 不能因此受到干扰 例例 1 2009 年安徽卷 用多用电表进行了几次测量 指针分别处于 a b 的位置 如 图所示 若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位 a 和 b 的相应读数是多少 请填在表格中 标答 指针位置选择开关所处的档位读数 直流电流 100mA23 0mA a 直流电压 2 5V0 57V b电阻 100320 解析 这是人教版选修 3 1P68习题改编试题 1 对直流电流 100 mA 刻度盘 每 小格 2 mA 采用 十分之一估读法 估到 2 10 0 2 mA 读作 22 mA 4 5 0 2 mA 22 8 23 0 mA 2 直流电压 2 5V 刻度盘 每小格 0 05V 采用 五分之一估读法 估到 0 05 V 5 0 01V 读作 0 55 V 2 3 0 01V 0 57 0 58V 3 电阻 100 档在 0 5 段每小格为 0 5 采用 五分之一估读法 估到 0 5 5 0 1 读作 3 1 2 0 1 倍率 100 3 1 3 2 102 可见 安徽这里对欧姆档估读不作 要求 却导致测量结果准确数位无形拔高了一个数量级 例例 2 1 2011 年广东卷 34 题第 1 问 粗测小电珠的电阻 应选择多用电表 倍率的电阻挡 请填空 1 10 或 100 调零后 将表笔分别与小电珠的两极连接 示数如图 2 结果为 标答 1 7 3 7 7 解析 1 欧姆档 5 10 每格 1 估读到 1 10 0 1 故读作 7 3 7 0 1 倍率 1 7 3 7 7 例例 2 2 2003 年广东卷 下图为 正在测量中的多用电表表盘 1 如果是用直流 10V 档测量电压 则读数为 V 2 如果是用 100 档测量电阻 则读数为 3 如果是用直流 5mA 档测量电流 则读数为 mA 标答 6 5 8 0 102 3 25 解析 1 如果是用直流 10V 档测量电 压 每个小格为 0 2V 采用 十分之一估读法 估到 0 2 10 0 02V 所以读作 6 4 4 5 0 02V 6 48 6 50 V 标答为 6 5V 显然 是采用 二分之一估读法 2 如果是用 100 档测量电阻 为 8 0 个小格 5 10 每格为 1 采用 十分之 一估读法 估到 1 10 0 1 所以读作 8 0 1 0 1 倍率 100 7 9 8 1 102 标答为 8 0 102 3 如果是用直流 5mA 档测量电流 每个小格为 0 1A 采用 十分之一估读法 估到 0 01 A 所以读作 3 2A 4 5 0 01 A 3 24 3 25A 标答为 3 25A 可见 广东不仅要求欧姆档估读 而且对电流 电压表读数是按大学物理中介绍的电 表准确度等级读数标准要求的 例例 3 2009 年上海卷 用多用表的欧姆档 选用 k 测量阻值约为几十 k 的电阻 Rx 根据右图所示指针位置 此被测电阻的阻值约为 标答 30k 或 30000 解析 欧姆档 20 40 每格 2 估读到 0 2 读作 30 0 0 2 倍率 k 30 0 k 或记为 3 00 104 可见 上海卷标答为 30k 或 30000 表明上海对欧姆档估读有效数位记录未作要 求 例例 4 2006 年天津卷 一多用电表的电阻档有三个倍率 分别是 1 10 100 用 10 档测量某电阻时 操作步骤正确 发现表头指针偏转角度很小 为了较准确地进行测 量 应换到 档 如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数 那么缺少的步骤是 若补上该步骤后测量 表盘的示数如图 则该电阻的阻值是 标答 100 调零 或重新调零 2 2 10 3 或 2 2k 解析 欧姆档 20 30 每格 2 可估读到 0 2 读作 22 0 0 2 倍率 100 2 20 103 或 2 20k 可见 天津卷标答为 2 2 10 3 或 2 2k 表明天津对欧姆档估读有效数位 记录也未作要求 例例 5 2006 年重庆卷 用已调零且选择旋钮指向欧姆挡 10 位置的多用电表测某电阻 阻值 根据题 22 图 1 所示的表盘 被测电阻阻值为 若将该表选择旋钮置于 1 mA 挡测电流 表