实验专题：高中物理实验仪器的读数方法

高中物理实验仪器的读数专题复习教案范文一、教学目标1.让学生掌握高中物理实验中常用仪器的读数方法。

2.培养学生准确的读数技巧，提高实验数据处理的准确性。

3.帮助学生理解实验仪器的原理，提高实验操作的熟练度。

二、教学内容1.高中物理实验常用仪器：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、电流表、电压表等。

2.实验仪器的读数方法及注意事项。

3.实验数据处理的技巧。

三、教学重点与难点重点：实验仪器的读数方法和数据处理技巧。

难点：游标卡尺和螺旋测微器的读数方法。

四、教学过程1.导入师：同学们，我们在物理实验中经常要使用到各种仪器，那么如何准确地读取这些仪器的数据呢？今天我们就来复习一下高中物理实验仪器的读数方法。

2.刻度尺的读数方法师：我们来看刻度尺。

刻度尺是物理实验中最常用的测量工具，那么如何准确地读取刻度尺的数据呢？生：要确保视线与刻度线垂直。

（1）读数时，要确保尺子与被测物体平行。

（2）读数时，要估读到最小刻度的下一位。

3.游标卡尺的读数方法师：我们来看游标卡尺。

游标卡尺是一种精确测量长度的仪器，那么如何准确地读取游标卡尺的数据呢？生：要分别读取主尺和游标的读数，然后相加。

师：正确。

具体步骤如下：（1）读取主尺的读数，即整刻度。

（2）然后，读取游标的读数，即游标上与主尺对齐的刻度。

（3）将主尺读数和游标读数相加，得到总读数。

4.螺旋测微器的读数方法师：下面，我们来看螺旋测微器。

螺旋测微器是一种测量微小长度的仪器，那么如何准确地读取螺旋测微器的数据呢？生：要分别读取主尺和副尺的读数，然后相加。

师：没错。

具体步骤如下：（1）读取主尺的读数，即整刻度。

（2）然后，读取副尺的读数，即副尺上与主尺对齐的刻度。

（3）将主尺读数和副尺读数相加，得到总读数。

5.天平的读数方法师：我们来看天平。

天平是一种测量质量的仪器，那么如何准确地读取天平的数据呢？生：要确保天平平衡，然后读取砝码的质量。

师：很好。

具体步骤如下：（1）将待测物体放在天平的一侧，调整砝码，使天平平衡。

浅析高中物理实验仪器的读数方法张前疆临汾市教学仪器站，山西临汾041000摘要：新课程改革对高中物理教学提出了更高的要求，教学大纲中明确学生需要掌握基本测量仪器的读数方法，诸如，弹簧秤、刻度尺、电压表等等，也是高中物理实验教学的重要内容，同时也是高考的热门考试内容。

在高中物理实验教学过程中，学生需要具备实验仪器的读数方法，但是读数的方式却较为复杂。

在高中教材中却并没有过多介绍实验仪器的读数方法，同时也没有给予统一化的读数标准，这就为学生物理学习带来了非常大的问题。

关键词：高中物理；实验仪器；读数方法中图分类号：G633．7文献标识码：A文章编号：1006－0049－（2017）01－0288－01在高中物理教材中并没有给予物理实验仪器准确的读数方法，这就为学生备考造成了困扰，学生在物理实验学习过程中存在着实验仪器读数问题。

物理实验仪器的最小分度直接体现出测量绝对误差，这就需要根据测量仪器的最小分度值来有效确定读数误差。

教学大纲中明确要求学生需要具备实验仪器，诸如，弹簧测力计、天平、温度计、秒表、刻度尺等实验仪器的读数方法，这就需要学生具备数字概念，通过有效数字显示直接测量结果，但是对于间接测量数字的读数却并没有提出准确的要求。

一、高中物理实验仪器读数方法电阻箱、秒表以及游标卡等不需要进行估读，由于其量值变化具有跳跃性、不连续性，因此并不需要进行估读。

（一）刻度尺、弹簧秤、电压表等读数方法对于最小分度值为1的物理实验仪器，一般测量的误差主要出现在下一位，也就是下一位按照0．1的方式来进行估读，对于最小分度值为1的物理实验仪器，如果最小的刻度尺为1mm ，那么测量的误差也就是十分之几毫米；对于最小刻度值为2或者是5的物理实验仪器，在最小刻度值的计算过程中，无法看到下一位，因此无法进行估读，因此，在读数的过程中只需要读到最小一位，误差主要出现在同一位上面。

以电流表读数为例，电流表0．6A ，那么最小的分度则是0．02A ，那么出现误差的部分处于安培值的百分位，也就是在读数时只需要读到刻度值的百分位，在估读过程中为半小格，如果不能够达到半小格就可以舍去；如果超过了半小格，那么就可以按照半小格的数量来进行估读。

高中物理实验仪器读数方法一、仪器读数肃尺子类型莀游标尺长度螈游标尺每格长度螆最小刻度精确度薁以mm为单位,小数点后保留的位数腿10分度袈20分度袃50分度mm mmmmmmmmmm2、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 mm3.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×1芇6 2蒅6 2蚀62膅62螈6 2袆62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V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5.7V5.5V-5.8V之间都算正确;例12008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: 160 或6.0×10； 27.18 ；33.59;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11abc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=14.0Ω2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12009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：羆指针位置薃选择开关所处的档位芁读数羆直流电流100mA 羄23.0mA薈a蝿直流电压2.5V 莇0.57V肆b 肁电阻×100蒀320Ω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0.5Ω,采用“五分之一估读法”,估到0.5Ω/5=0.1Ω,读作〔3Ω+1～2×0.1Ω〕×倍率100=3.1～3.2×102Ω;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2—12011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______Ω;标答：①×1；②7.3～7.7解析：①×1；②欧姆档“5～10”每格1Ω,估读到1Ω/10=0.1Ω,故读作〔7Ω+3～7×0.1Ω〕×倍率1=7.3～7.7Ω;例2—22003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=6.48～6.50V;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32009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R x,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42006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52006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Ω;若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流,表盘仍如题22图1所示,则被测电流为 mA;标答：220 Ω；0.40解析：欧姆档“20～30” 每格2 ,可估读到0.2 ,,读作〔22 +0×0.2 〕×倍率10=220 或2.20×102 ；1 mA电流档每格0.02 mA,采用“十分之一估读法”,估读到0.002 mA,所以读作0.4mA+0×0.002 mA=0.400 mA,显然,0.40mA是按“二分之一估读法”得出的;可见,重庆卷的要求跟广东卷一样,提高了对电流、电压表估读要求;。

实验专题：高中物理实验仪器的读数方法一、按照仪器的读数过程是否需要估读可分为两大类：（1）、不需要估读的仪器：①游标卡尺、②秒表、③电阻箱。

（2）、需要估读的仪器：①刻度尺、②弹簧秤、③温度计、④天平、⑤螺旋测微器、⑥电流表、⑦电压表、⑧多用电表等。

1、不需要估读的仪器①游标卡尺游标卡尺是一种测量长度的一起，常用的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种，这三种游标卡尺的精确度分别为0.1mm、0.05mm和0.02mm。

读数方法为：测量值=主尺的读数+（游标尺与主尺对齐的刻度线格子数×精确度），故用游标卡尺测量长度是不要估读。

②秒表因为机械表采用的齿轮传动，每0.1s指针跳跃1次，指针不可能停在两小格之间，所以不能估度读出比最小刻度更短的时间。

故对秒表读数时不用估读。

③电阻箱因为电阻箱的特殊结构，我们在进行电阻调节时是按照电阻箱上各档的倍率进行电阻的调节的，所以电阻箱的电阻是不能连续调节的，因此读数时也不需要估读。

二、需要估读的仪器一.读数常规：1.读数的基本原则是：十分之一估读法：凡最小分度值是以“1”为单位的，有效数字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补“0”；二、需要估读的仪器①刻度尺、②螺旋测微器原理：螺旋测微器(又叫千分尺)是比游标卡尺更精密的测长度的工具。

用它测长度可以准确到0.01毫米。

这是因为测微螺杆前进或后退0.5毫米，可动刻度正好转一周，而一周分成50等分，每一等分表示0.01毫米，所以能精确到0.01毫米，但要估读到毫米的千分位。

螺旋测微器读数时先读固定刻度露出的部分，这部分与一般刻度尺差不多，但多了个半毫米的刻度，再读可动的螺旋部分的刻度，要估读一位，并乘上0.01mm，二者相加就行。

读数公式：测量值=固定刻度示数+固定刻度的中心水平线与可动刻度对齐的位置的示数×0.01mm [经验之谈]1）看半刻度是否漏出，固定刻度上的刻度值是以mm为单位；可动刻度要估读,小数点后应保留三位有效数字。

高中物理实验器械的读数要求在高中物理电学实验中，丈量时要依据有效数字的规则来读数。

而丈量仪器的读数规则为：丈量偏差出此刻哪一位，读数就相应读到哪一位，在中学阶段一般可依据丈量仪器的最小分度来确立读数偏差出现的地点，详细以下：一、最小分度是“ 1”的仪器，丈量偏差出此刻下一位，下一位按十分之一估读。

如量程为 3 V 和 3 A 的电压表和电流表，其最小分度为V 和 A, 读数要估读到最小分度的十分之一。

二、最小分度是“2 ”或“5 ”的仪器，丈量偏差出此刻同一位上，采纳半格估读法（即同一位分别按二分之一或五分之一估读）。

分度值是 2 个单位（ 1/5=）的有：0~的电流表（分度值），丈量结果只好正确 2 个单位，在最小分度值的同数位而比其小的“ 0、 1”要估读，即不正确数字出此刻分度值的同一数位上，亦即丈量结果的未位与最小分度同位，只好采纳二分之一估读法，估读数字只有 0、1，比方分度值为的电流表，读数就是由正确数字和估读数字构成的。

分度值是 5 个单位（ 1/2= ）的如量程为 15 V 的电压表，其最小分度为 V, 丈量结果只好正确到 5 个单位，在分度值的同数位而比其小的“ 1、 2、3、 4、”要估读，即不正确数字出此刻分度值的同一数位上，亦即丈量结果的未位与最小分度同位，只好采纳五分之一估读法，估读数字为 0、1、2、3、4。

例测定额定电压小灯泡的额定功率的实验，用实验室用的“ 0~3V ， 0~15V ”电压表是不可以正确地丈量出额定电压的，由于 0~15V 电压表分度值是。

读数只好包括精准数字加上估读数字构成。

【概括】：1.最小分度为 1 的，估读到下一位。

2.最小分度为 2 或 5 的，估读到本位。

【例题】：如图 1-57 甲、乙两图为常用的电流表和电压表的刻度盘，在甲图中假如接入电路的“+和”“”两个接线柱，则表的示数为 _____，假如接入电路的是“ +和”“-3 ”两个接线柱，则表的示数为 _____。