高中物理实验仪器读数问题

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高中物理实验仪器读数方法一、仪器读数

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84580.2Ω。

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_________Ω。 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86.3Ω。

4.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

1 2 3 V

5

10

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×125⎧⎨

⎩最小分度“”或“”的十分之一最小分度“”的五分之一

,后部分乘积为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×10Ω档测量电阻,则读数为 Ω。 (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59~61Ω,标答60Ω;

(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×1Ω档)的读数为Ω;电流表读数为____mA;电阻箱的读数为Ω;

标答:14.0;53.0 ;4.6

解析:①欧姆档“10~15”每格1Ω,估读到0.1Ω,读作14Ω+0×0.1Ω=14.0Ω(2分,填为“14”只给1分);

②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);

③4.6Ω(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

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。