谈中学物理测量仪器的读数方法

1 2 下一页 在中学物理《考试大纲》中要求会使用的基本测量仪器有①测长度仪器：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器(千分尺)；②测时间仪器：秒表、打点计时器；③测力仪器：弹簧秤；④测质量仪器：天平；⑤测温度仪器：温度计；⑥电学测量仪器：电流表、电压表、多用电表等。对这些常用测量仪器的使用和读数是中学物理实验教学的基本要求之一，也是高考实验考查热点之一。对测量仪器在高考《考试说明》中要求“会用有效数字表达直接测量的结果”，所以，我们必须认真熟悉各种测量仪器的读数规则。笔者在多年的教学中发现，读数位数的确定对学生来说是一个难点，在中学物理实验中，一般要求估读到测量仪器最小分度的下一位，但这不是绝对的，读数位数的确定实际上是比较复杂的。
　　
　　1．确定仪器、仪表的读书位数的原则和方法。
　　
　　1．1一切测量结果都是近似的，近似值应当用有效数字表示：测量中把带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。按照规定，有效数字只保留一位不可靠的数字，其最后一位可疑数字是有误差的。一般误差只取一位有效数字，所以测量结果，其最后一位要与误差所在的一位对齐。仪器、仪表的读数中应当只保留一位不可靠数字即误差出现的位置。因此，仪器、仪表的读数误差出在那一位，读数就读到那一位为止。
　　
　　1．2仪器(表)测量的准确程度决定了仪器(表)的误差：误差的大小决定了他的最小分度，仪器(表)最小分度显示它每次测量的绝对误差的大小，可以粗略地认为每次测量的绝对误差是它最小刻度的一半，哪一位出现误差，就读到那一位为止。这种读法俗称“半格估读”。按照这个读法，中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置，对于常用的仪器可按下述方法读数：
　　
　　如图(1)所示安培表指针位置，若用0~0.6A量程时，读数为0．36A；若用0-3A量程时，读数为1．80A；如图(2)所示伏特表指针位置，若用0-3V量程时，读数为1．93(或1．94)V；若用0-15V量程时，读数为9．3(或9．4)V。
　　

　　2．下列情况下是不估读的。
　　
　　2．1秒表：对秒表读数时一般不估读，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。如图(3)所示，此秒表的读数为100．5s。
　　
　　2．2游标卡尺：对游标卡尺的末位数不要求再做估读，如遇游标上没有哪一根刻度线与主尺刻度线对齐的情况，则选择靠最近的一根线读数。有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐，不需要另在有效数字末位补“0”表示游标最小分度值。如图(4)所示，此游标卡尺的读数为35．26mm。
　　
　　①最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读。如最小刻度是1mm的刻度尺，按照“半格估读法”测量误差出现在毫米的十分位上，估读为十分之几毫米。
　　 1 2 下一页