例談高中物理常見讀數(shù)問題

張春濤

測(cè)量?jī)x器的正確使用和讀數(shù)是物理實(shí)驗(yàn)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(shí)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?？上?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(shí)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(diǎn)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(cè)微器的讀數(shù)

（1）螺旋測(cè)微器的構(gòu)造

如圖2是常用的螺旋測(cè)微器.它的測(cè)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(dòng)刻度E和測(cè)微螺桿F連在一起通過精密螺紋套在B上.

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

說明：讀固定刻度時(shí)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(dòng)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(duì)），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(cè)量厚度、長(zhǎng)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(gè)內(nèi)外測(cè)量爪）、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺，尺身上還有一個(gè)緊固螺釘.（2）讀數(shù)：測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)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(duì)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(shí)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(shí)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?yàn)橥粋€(gè)電流表、電壓表有不同的量程（如圖8所示）.

因此，對(duì)應(yīng)不同的量程，每個(gè)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(cè)量值的有效數(shù)字位數(shù)比較容易出錯(cuò).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(cè)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(cè)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(cè)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(shí)讀數(shù)為[CD#3]V，量程選15 V時(shí)讀數(shù)為[CD#3]V；電流表量程選0.6 A時(shí)讀數(shù)為[CD#3]A，量程選3 A時(shí)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(cè)電流、電壓和電阻.測(cè)電流、電壓時(shí)讀數(shù)規(guī)則與普通電流表、電壓表相同（讀數(shù)時(shí)注意直流和交流所用刻度的區(qū)分）.

多用電表測(cè)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(shí)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(duì)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(gè)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(cè)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(cè)電阻時(shí)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(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為[CD#3]mA；當(dāng)選用量程為250 mA時(shí)，所測(cè)電流為[CD#3]mA.（3）當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測(cè)量電壓時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電壓為[CD#3]V.

解析（1）歐姆表讀數(shù)：對(duì)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(cè)量的精確度為1 mA，應(yīng)估讀到0.1 mA，指針對(duì)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(cè)量的精確度為5 mA，應(yīng)估讀到1 mA，指針對(duì)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(cè)量的精確度為[LL]0.2 V，應(yīng)估讀到0.1 V，指針對(duì)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(gè)或6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率，讀數(shù)時(shí)將每個(gè)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(shí)電阻箱的實(shí)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.