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        例談高中物理常見讀數(shù)問題

        2016-05-14 02:39:02張春濤
        理科考試研究·高中 2016年7期
        關(guān)鍵詞:精確度分度量程

        張春濤

        測量儀器的正確使用和讀數(shù)是物理實驗的基本要求,每年的高考中有不少同學(xué)在涉及常用儀器讀數(shù)時失分,其原因在于儀器的原理以及讀數(shù)的精確度不明所致,非常可惜.現(xiàn)就部分儀器的讀數(shù)作逐一說明.

        1.刻度尺的讀數(shù)

        高中階段常用刻度尺的最小分度值為1 mm,讀數(shù)時應(yīng)估讀到最小刻度的下一位.

        例從圖1刻度尺上C處的讀數(shù)為[CD#3]cm讀出DE兩點的距離為[CD#3]cm.

        答案C處刻度為2.40 cm, DE=6.50 cm-4.25 cm=2.25 cm(說明:最后的“0”為估讀值,不能省略)

        2.螺旋測微器的讀數(shù)

        (1)螺旋測微器的構(gòu)造

        如圖2是常用的螺旋測微器.它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上.旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動刻度E和測微螺桿F連在一起通過精密螺紋套在B上.

        (2)讀數(shù):測量時被測物體長度先由固定刻度讀出整毫米數(shù)或半毫米數(shù),再由可動刻度讀出不足半毫米的部分.即測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)+可動刻度數(shù)×0.01(mm).

        說明:讀固定刻度時要注意半毫米刻度線是否露出,若露出即讀“×0.5 mm”(“×”表示整毫米刻度數(shù)),可動刻度的格數(shù)要估讀一位.

        例螺旋側(cè)位器讀數(shù),圖3讀數(shù)[CD#3]mm,圖4讀數(shù)[CD#3]mm.

        答案圖3讀數(shù)為:5 mm+31.5×0.01 mm=5.315 mm(5.314 mm,5.316 mm也對),圖4讀數(shù)為:6.5 mm+37.0×0.01 mm=6.870 mm.

        3.游標(biāo)卡尺的讀數(shù)

        游標(biāo)卡尺主要用于測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑和外徑.(1)構(gòu)造:主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺,尺身上還有一個緊固螺釘.(2)讀數(shù):測量時被測物體長度=主尺讀數(shù)(整毫米數(shù))+游標(biāo)尺上與主[JP3]尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)×精確度(單位均用mm表示).[JP]

        說明:高中階段所用游標(biāo)卡尺的分度值主要分10分度、20分度和50分度,其精確度分別為0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm,這在讀數(shù)時一定要注意.

        例圖6中讀數(shù)為[CD#3]mm,圖7中讀數(shù)為[CD#3]cm.

        答案圖6讀數(shù)為10 mm+4×0.1 mm=10.4 mm=1.04 cm;圖7讀數(shù)為40 mm+9×0.05 mm=40.45 mm(讀數(shù)時統(tǒng)一用毫米作單位,最后再進(jìn)行單位間換算,但若小數(shù)后面有“0”則不能省略).

        4.電壓表和電流表的讀數(shù)

        因為同一個電流表、電壓表有不同的量程(如圖8所示).

        因此,對應(yīng)不同的量程,每個小格所代表的電流值或電壓值是不同的,所以電流表、電壓表的讀數(shù)比較復(fù)雜,測量值的有效數(shù)字位數(shù)比較容易出錯.其不同量程下的具體有如下讀數(shù)規(guī)則:(1)最小刻度是1(包括0.1、0.01)的電表,要估讀到最小刻度的下一位,即下一位按十分之一估讀(用目測把每一小格等分成十份,看指針?biāo)诘奈恢茫?(2)最小刻度是2(包括0.2、0.02)的電表,要估讀到最小刻度的同一位,即同一位按二分之一估讀(用目測在每一小格中間認(rèn)定一條“中間線”,看指針?biāo)诘奈恢?,口訣是“靠邊讀邊,靠中間讀一半”).(3)最小刻度是5(包括0.5、0.05)的電表,要估讀到最小刻度的同一位,即同一位按五分之一估讀 (用目測把每一小格等分成五份,看指針?biāo)诘奈恢茫?

        例圖8中電壓表量程選3 V時讀數(shù)為[CD#3]V,量程選15 V時讀數(shù)為[CD#3]V;電流表量程選0.6 A時讀數(shù)為[CD#3]A,量程選3 A時讀數(shù)為[CD#3]A.

        答案1.87 V、9.3 V、0.17 A、0.83 A.

        5.多用電表的讀數(shù)方法

        高中階段多用電表多如圖9,用于測電流、電壓和電阻.測電流、電壓時讀數(shù)規(guī)則與普通電流表、電壓表相同(讀數(shù)時注意直流和交流所用刻度的區(qū)分).

        多用電表測電阻的讀數(shù)方法.

        由于歐姆表的刻度不均勻,兩端誤差較大,具體讀數(shù)時應(yīng)根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況確定倍率,使指針位于中間刻度相對均勻的部分.其電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積.

        說明:如果指針指在某一個刻度線上,直接讀出示數(shù)就行,可以不進(jìn)行估讀,但如果指在兩條刻度線之間,最好估讀一位.具體估讀規(guī)則是:最小刻度是1的要估讀到小數(shù)后一位;最小刻度是2的只要估讀到最小刻度的同一位即可(用目測在每一小格中間認(rèn)定一條“中間線”,看指針?biāo)诘奈恢?,口訣是“靠邊讀邊,靠中間讀一半”).

        例在圖9中:(1)測電阻時所選倍率為“×100”則阻值為[CD#3]Ω;(2)當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測量電流時,表針指于圖示位置,則所測電流為[CD#3]mA;當(dāng)選用量程為250 mA時,所測電流為[CD#3]mA.(3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時,表針指于圖示位置,則所測電壓為[CD#3]V.

        解析(1)歐姆表讀數(shù):對應(yīng)最上一行刻度值約為14,倍率為“×100”,讀數(shù)為16×100=1600 Ω.

        (2)選50 mA直流電流擋,則每一大格表示10 mA,每一小格表示1 mA,測量的精確度為1 mA,應(yīng)估讀到0.1 mA,指針對應(yīng)的讀數(shù)為30.1 mA;選擇量程為250 mA的電流擋,則每一大格表示50 mA,每一小格表示5 mA;測量的精確度為5 mA,應(yīng)估讀到1 mA,指針對應(yīng)的讀數(shù)為151 mA.(3)選擇10 V電壓擋,則每一大格表示2 V,每一小格表示0.2 V,測量的精確度為[LL]0.2 V,應(yīng)估讀到0.1 V,指針對應(yīng)的讀數(shù)為6.0 V.答案為(1)1600 Ω,(2)30.1 mA、151 mA,(3)6.0 V.

        6.電阻箱的讀數(shù)

        常用電阻箱有4個或6個旋鈕,每個旋鈕上方都標(biāo)有倍率,讀數(shù)時將每個旋鈕上指針?biāo)傅臄?shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率,[TP7GW27.TIF,Y#]從最高位依次往下讀,再相加即可得到這時電阻箱的實際阻值.

        例圖10中電阻箱讀數(shù)為[CD#3]Ω.

        答案圖10讀數(shù)為8×10+6×1+3×0.1=86.3 Ω.

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