黃正玉
摘 ? 要:歐姆表的讀數(shù)規(guī)則如同電流表和電壓表。教學(xué)中不能以某次考試的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)作為讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn),哪怕是全國高考。
關(guān)鍵詞:歐姆表;估讀;有效數(shù)字
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ?文章編號(hào):1003-6148(2015)9-0074-2
歐姆表讀數(shù)考核的是基本儀器的使用,是高考的高頻考點(diǎn)。而歐姆表的讀數(shù)規(guī)則在教學(xué)中長期存在爭議,甚至出現(xiàn)“山西標(biāo)準(zhǔn)”或者“廣東標(biāo)準(zhǔn)”的說法。
典型錯(cuò)誤觀點(diǎn)有三:第一種觀點(diǎn)認(rèn)為由于歐姆表是粗測,所以不需要估讀。第二種觀點(diǎn)緣于很多模擬考不估讀也給分,所以教師可能會(huì)告訴學(xué)生,不估讀也是可以的。第三種觀點(diǎn)說是指針沒有對(duì)準(zhǔn)刻度要估讀,對(duì)準(zhǔn)了就不要估讀。
1 ? ?高考怎么考(表1)
對(duì)照近年高考的歐姆表讀數(shù)試題,沒有哪一年的參考答案是不估讀的。當(dāng)然,不排除有些省份由于整卷難度系數(shù)調(diào)節(jié)的需要,在具體閱卷中可能對(duì)不估讀的答案也給分。
2 ? ?教學(xué)怎么教
《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教材有如下規(guī)定:“若對(duì)某一物理量只作單次測量,此時(shí)誤差的計(jì)算方法如下:其測量結(jié)果的不確定度由σ=估計(jì)。其中Δ是估讀誤差,它由儀器的精度和測量者的生理?xiàng)l件(如:眼睛的分辨能力)共同決定。”Δ一般取儀器最小刻度的至。
根據(jù)以上規(guī)定,我們歸納出單次直接測量估讀方法如下。此法同樣適用于歐姆表。
(1)如果最小刻度是“1”,則讀數(shù)估讀到“1”的下一位。
(2)如果最小刻度是“2”“4”或者是“5”,則估讀到本位。
下面我們對(duì)三種錯(cuò)誤觀點(diǎn)做一個(gè)剖析:第一種觀點(diǎn),認(rèn)為歐姆表是粗測的說法,說的是與伏安法測電阻的系統(tǒng)誤差相比較而言的,而高考試題顯然只能依靠儀器本身的最小刻度來進(jìn)行估讀,試題不可能提供粗測粗略到什么程度的說法,粗測并不是有效數(shù)字的隨意減少;第二種觀點(diǎn),教學(xué)被考試評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)牽著鼻子走,這是教學(xué)的大忌,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)往往更為寬泛,我們教學(xué)中按照以上誤差標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù),不可能出現(xiàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)而扣分的情況,反之則可能出現(xiàn)全軍覆沒的情況;第三種觀點(diǎn),對(duì)齊就不估讀的說法筆者更是不敢茍同,想象一下,如果按此原則,對(duì)同一個(gè)量的多次測量,會(huì)出現(xiàn)估讀位數(shù)參差不齊的數(shù)據(jù)記錄。
因此,歐姆表讀數(shù)不能以某次評(píng)分細(xì)則為標(biāo)準(zhǔn),哪怕是全國高考的評(píng)分細(xì)則。如果教學(xué)中多次告訴學(xué)生讀數(shù)的多樣性,那實(shí)際上等于告訴學(xué)生讀數(shù)沒有標(biāo)準(zhǔn)。
3 ? ?歐姆表讀數(shù)的拓展
(1)高倍率如何記錄數(shù)據(jù)
以2015年廣東卷試題為例(圖1),如果選擇開關(guān)對(duì)應(yīng)的是“×100”檔則如何讀數(shù)?
正確的方法是根據(jù)“示數(shù)×倍率”按科學(xué)計(jì)數(shù)法進(jìn)行記錄。首先計(jì)算刻度盤的指針右側(cè)最小刻度為“0.4 Ω”,需要估讀到本位,即十分位。左側(cè)最小刻度為“1 Ω”,需要估讀到下一位,同樣是十分位。故刻度盤示數(shù)為10.0 Ω,所以讀數(shù)為10.0 Ω×100,按照科學(xué)計(jì)數(shù)法,最后記為1.00×103 Ω。有效數(shù)字為1、0和 0,共三位。
注意:如果記為1000 Ω,則有效數(shù)字將是1、0、0和0四位,增加了有效數(shù)字位數(shù),顯然這樣的記錄是錯(cuò)誤的。
(2)歐姆表的分段精度(圖2)
由于歐姆刻度盤各段的最小刻度是不一樣的,所以分段取得不同的精度(表2)。
總結(jié):以上是關(guān)于歐姆表讀數(shù)教學(xué)的思考,目的是能讓更多的一線教師在物理教學(xué)中,不僅能展現(xiàn)物理作為一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性和實(shí)用性,而且使教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)趨于統(tǒng)一,有據(jù)可循。
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(欄目編輯 ? ?鄧 ? 磊)