高考电表读数规则问题探讨
(完整版)高中物理关于电表读数方法的探讨
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关于电表读数方法的探讨山东省临沂第一中学(276003)程丰兵关键词:有效数字估读思想方法二分法五分法十分法普适性指针刻度式电表的读数是个比较混乱和模糊的问题,许多老师和学生都由于没有一个统一的读数方法而无所适从。
笔者认为,无论从老师的教还是从学生的学两个角度中在任何一个,都有必要给该问题一个明确的答案。
下面笔者根据多年的教学实践谈一点自己粗浅的看法。
首先介绍常见教辅资料上所给的读数方法。
一种是二分法估读。
图1所示为0-0.6A 量程的电流表刻度示意图,精确度为0.02A,二分法就是针对这种“2”类型精确度读数问题提出的,所谓二分就是把刻度上每1最小等分再2等分(每一等分就是“1”对应于图1就是0.01A),用该法读出的指针在a、b、c三处的读数分别为0.20A、0.29A、0.42A。
现在我们来分析这三个读数:0.29A中的9是估读出来的,因为指针“正好”指在两条刻度线的正中间;为了保持有效数字的位数相同,所以a处估读一个0,而c处则不能估读。
还有一点需要注意,就是指针靠近哪条线就读哪条线(包括估读时自行“认定”的中间线),没有其它的位置,这就是所谓“二分法”的思想,显然,这种有时估读有时不估读且精确度不够高的二分法是欠科学的,也不利于学生接收。
另一种是五分法估读。
图2所示为0-15V量程的电压表刻度示意图,精确度为0.5V。
这种情况就是把刻度的每一最小等分再5等分,所以指针在a、b、c三处的读数分别为5.0V、7.2或7.3V、10.5V。
图2这里除了和“二分法”存在同样的问题外,位置b的读数很难令人信服。
比如指针客观上就是在两条刻度线的正中间,读数就应该是7.25V ,这种方法只能“逼着”读者读出自己都觉得不准确的数值7.2或7.3V 。
有没有更科学准确简洁且更具普适性的读数方法呢?我们知道螺旋测微器是比较精密的测量长度的仪器,其读数的毫米千分位是用最贴近生活的十分法估读的。
如0.653mm 的估读值0.003mm 就是用估读数十分之三(0.3)乘以最小分度(精确度)0.01mm 即01.03.0⨯mm=0.003mm 得到的。
高中物理电表读数问题释疑
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释疑电表读数问题关于电表的读数一直是长期困扰着师生的问题,教学中如何抉择是一个大难题,因为课本和同步“教参”中从未有过确切的说明,教师只能以高考这个指挥棒为依据!1990年全国高考卷和2008年全国高考宁夏卷,都是按十分之一读法给出的答案;而2006年重庆卷和2009年全国高考安徽卷却按五分之一读法给出的答案。
现整理如下,并给出个人的观点供大家参考。
一、按五分之一读法的高考题1、2009年安徽卷第21. 题。
Ⅰ. 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。
原答案:I .23.0mA ,0.57 V ,320Ω.电压表原读法是按五分之一读法:0.5+0.05⨯1+0.05⨯2/5=0.57V;若按十分之一读法:0.5+0.05⨯1+0.05⨯4/10=0.570V;选直流电压表,用2.5V 量程时,最小刻度是0.05V/格(250当2.5V ),可估读到0.005V; 而电流表的读法却是按十分之一读的,同一道考题两种读法!2、2010年新课标省份第23题(3)问。
(3)在某一温度下,电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为__ __,电压表的读数为__ _.原答案:(3)115 mA ,5.00V ,(115 mA 是按五分之一读法)分析方法与上题相同,也是同一道考题两种读法!(黑龙江省评卷中两种读法都给分)3、2006年重庆卷第22题(1)。
(1)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 。
原答案: 220 Ω 0.40 mA电流表原读法是:0.4+0.02⨯0+0.02⨯0/2=0.40mA;若按十分之一读法:0.4+0.02⨯0+0.02⨯0/10=0.400mA;选直流电流表,用1mA 量程时,最小刻度是0.02mA/格(把数字10当1mA ),可估读到0.002 mA;二、按十分之一读法的高考题1、2010年大纲全国1卷23题(4)问。
对高中物理试验中电表读数的思考
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对高中物理试验中电表读数的思考宋昌杰(河北省唐山市第二十三中学河北唐山 063021)摘要:高中物理中指针式电表读数问题一直比较混乱。
利用不确定度来确定读数的有效数字位数是比较科学的方法,这也和高中“十分法估读”基本吻合。
在教学和考试中应统一读数标准版。
关键词:读数,不确定度,十分估读法指针式电表(电流表、电压表、多用电表)的读数一直是高中物理教学中比较混淆的问题,尤其是高考试题给出的标准答案和中学中“流行”的“二分法估读”、“五分法估读”结果不一致时,使问题更加模糊。
1 读数规则的确定常见的指针式电表按照准确度等级分为分别为:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等七个等级。
准确度等级用a表示,则允许的最大误差∆仪=a% ⨯mN,其中mN是电表的量程。
高中阶段所用的电表等级是2.5,如果量程是0.6A,则最大误差为∆仪=a% ⨯mN=2.5% ⨯0.6A=0.015A,测量值的位数应由电表允许最大误差的不确定度来确定,记为符号u。
根据不确定度的计算方法可以将不确定度分为A类不确定度和B类不确定度,分别记为uA 和uB。
合成不确定度为u其中单次直接测量uA =0,则u=uB,在测量电表的准确度等级给出的情况下可认为uB∆一位有效数字是1或2时保留两位有效数字。
测量误差出现在不确定度的第一位非零数字上,电表读数的有效数字位数应该在不确定度的最后一位上。
这样就不难理解高考题给出的答案了。
例1(2009安徽卷21题第1问)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1所示。
若多用电表的选择开关处于100mA量程时,a的相应读数是多少?(参考答案:23.0mA )解析:高中阶段学生用多用表准确度等级为2.5级,电压表量程为100mA,其允许误差的不确定度为图1u B ∆mA=1.4 mA根据读数规则,不确定度的首位不为零的数字是1或2时,数值位数保留两位。
所以结果的最后一位应该在mA 的十分位上。
分度值是2的读数规则问题探讨
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分度值是2的读数规则问题探讨山大华特卧龙学校范志宽刘伟元摘要:一.常见的两种读数规则传统读法用1/2估读法近几年部分省的高考题用1/10估读法新课标教材支持1/10估读法《物理通报》等权威刊物支持1/10估读法二.产生分歧的原因分析三.高考卷中大多支持1/10估读法的原因分析分度值是2的读数规则问题探讨分度值是两个相邻标尺标记所对应的标尺值之差。
常见仪器的刻度对应的分度值有1(包括0.1、0.01等)、2(包括0.2、0.02等)、5(包括0.5、0.05等)。
分度值是1(包括0.1、0.01等)的,采用1/10估读法,读到分度值的下一位。
分度值是5(包括0.5、0.05等),采用1/5估读法,即五分之几格估读法,估读位与分度值所在的位数相同。
这两种读数规则在高考中没有争议。
分度值是2(包括0.2、0.02等)的读数怎样估读,不同的资料采用的估读方法是不同的。
本文重点分析分度值是2的读数规则的问题。
一.常见的两种读数规则(一)传统读法用1/2估读法分度值是2(包括0.2、0.02等)的读数,采用1/2估读法,即不足半小格的舍去,超过半小格的按半格估读,接近满格的按满格估读。
估读位与分度值在同一位。
例如:按照有效数字规则读出下列电流表的测量值①接0-3A量程时读数为_____ ___A.②接0-0.6A量程时读数为____ ___A.【答案】1.76A, 0.35A,【解析】当用0-3A量程时,分度值为0.1A,采用1/10估读,读到分度值的下一位,读为1.76A。
当用0-0.6A量程时,分度值为0.02A,采用1/2估读法,超过0.34 mA格右边的半格,按半格估读为0.35mA。
再如,2012年高考理综福建卷第19题(2)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E 。
①先直接用多用电表测定该电池电动势。
在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图,其示数为____V。
高考答案:9.4分析:本题中直流电压表的量程是10V,对应的分度值0.2V,采用1/2估读法,因为指针位置就在9.4V格上,按满格估读,结果为9.4V.(二)有些资料用1/10估读法1.绝大部分高考题用1/10估读法例1【2008高考宁夏新课标卷理综第22题第I题】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。
高中多用电表读数规则
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高中多用电表读数规则(原创实用版)目录1.引言:介绍高中多用电表的读数规则2.多用电表的种类和功能3.多用电表读数的方法和注意事项4.估读规则和精度5.结论:总结多用电表读数规则的重要性正文高中多用电表读数规则在高中物理实验中,多用电表是一种常用的测量仪器,可以测量电流、电压、电阻等参数。
正确地读取多用电表的数据对于实验结果的准确性至关重要。
本文将介绍高中多用电表的读数规则,包括多用电表的种类和功能、读数的方法和注意事项、估读规则和精度等内容。
一、多用电表的种类和功能多用电表根据功能可分为电流表、电压表和电阻表。
电流表用于测量电路中的电流强度,电压表用于测量电路中的电压值,电阻表用于测量电阻值。
多用电表的种类和功能如下:1.电流表:测量电路中的电流强度,单位为安培(A)。
2.电压表:测量电路中的电压值,单位为伏特(V)。
3.电阻表:测量电阻值,单位为欧姆(Ω)。
二、多用电表读数的方法和注意事项在使用多用电表进行测量时,需要注意以下几点:1.选择合适的量程:根据被测电流或电压值的大小选择量程,使指针偏转超过满偏的 2/3,至少也要超过 1/3。
如果量程选择太大,指针偏转太小,会造成较大的测量误差。
2.正确接入电路:电流表应串联在被测电路中,电压表应并联在被测电路中,两种表都应使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
3.指针的偏转方向:当电流从“+”接线柱流入时,指针应向右偏转;当电流从“-”接线柱流入时,指针应向左偏转。
对于电压表,当电压为正时,指针向右偏转;当电压为负时,指针向左偏转。
4.读数时需保持视线与指针刻度线垂直:避免因视角偏差导致的读数误差。
三、估读规则和精度在读取多用电表数据时,需要估读到分度值的下一位。
估读规则如下:1.最小刻度是“1”的,要估读到最小刻度的下一位。
2.最小刻度不是“1”的,就不估读了,如果指针没有指在刻度线上,那就看指针靠近哪一边,也就是说,过了一半的就读右边的刻度,没过一半的就读左边的刻度。
高考对电表读数的要求及练习(例题有答案,练习无答案)
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高考对电表读数的要求及练习在实验中,测量时要按照有效数字的规则来读数.而测量仪器的读数规则为:测量误差出现在哪一位,读数就相应读到哪一位,在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:一、基本原理和例题1、最小分度是“1”的仪器(即最小分度以1结尾),测量误差出现在下一位,下一位按十分之一估读.10分法估读原理:将仪器的最小分度平分成10等份,用估读的等份数乘以每一等份的大小作为估读值。
(即读数数值要估读到最小分度的下一位)10∴=+⨯仪器的最小分度读数准确值估读的等份数(若后部分乘积为零时不能丢,必须填零补齐)例:如下图所示,则:2、最小分度是“2”的仪器(即最小分度以2结尾),测量误差出现在同一位上,同一位按二分之一估读.2分法估读原理:将仪器的最小分度平分成2等份,用估读的等份数乘以每一等份的大小作为估读值。
(即读数数值与最小分度值的小数点后面位数相同)2∴=+⨯仪器的最小分度读数准确值估读的等份数(若后部分乘积为零时不能丢,必须填零补齐)例:如下图所示,则:注意:关于最小分度是“2”的仪器(即最小分度以2结尾)不同地区高考读数的标准不一样,少部分省份采用2分法读数,但是大部分省份采用10分法读数。
如果最小分度为“2”(20,2,0.2,0.02,…),等分份数10以内的只有2、4、5、10五种可能(2/2=1,2/4=0.5,2/5=0.4,2/10=0.2;但2/3=0.333…2/8=0.25不是一位有效数字),对于高中阶段而言估读应在下一位比较准,因此建议高中阶段最小分度是“2”的仪器采用“十分之一估读法”,至于“二分之一估读法”学生可以进入大学继续学习。
(2006重庆)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,根据下图所示的表盘,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 。
高考物理电表读数估读标准规则
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高考物理电表读数估读标准规则估读的原则是:将最小刻度的下一位数进行估读。
如:最小刻度0.5,指针指到0.5,估读是0.50(记住要用“0”占位),如果指针在0.5与0.6之间约一半处,估读0.55,或者0.54、0.56都算正确。
补充回答:改错:上面回答把“如:最小刻度0.5”改为“最小刻度0.1”,抱歉。
增加回答:如果最小刻度0.5,指针指到0.5和1的中间,估读为0.7或0.8都正确,读0.75就不对了,因为0.7中的“7”已经是估读的了,不要再继续估读。
多用电表如何读数1、要正确选取电表的档位,测电流选电流档位,测电压选电压档位,测电阻选电阻档位。
2、指针式电表V表示电压的读数,A表示电流读数,Ω表示电阻读数3、数字式电表只要选对档位就可以估读的原则是:将最小刻度的下一位数进行估读。
如:最小刻度0.1,指针指到0.1,估读是0.10(记住要用“0”占位),如果指针在0.5与0.6之间约一半处,估读0.55,或者0.54、0.56都算正确。
如果最小刻度0.5,指针指到0.5和1的中间,估读为0.7或0.8都正确,读0.75就不对了,因为0.7中的“7”已经是估读的了,不要再继续估读。
由于中学实验用的教学电流表、电压表等做工都很粗糙,而且最小刻度0.2的居多,做实验时,为了尽量减少误差,是在读了0.1后又跟了一位估计数,不然算出来的误差太大。
电压表和电流表一般都有两个量程,首先就要看清除量程,搞清楚一个小格代表多大电流或电压。
任何一个测量仪器都存在估读的问题,比如指针指在4.3和4.4之间,如果大概在中间,就读4.35,如果偏了一点就读4.36或4.34之类的,如果刚好指在刻度线上,别忘了在后面加个零,比如4.30或4.40。
继续追问:我的资料上有一个关于电流表和电压表的分度不同会影响估读的说法请问是怎么回事?补充回答:的确如此啊,比如两个电压表,一个电压表一小格代表0.1V另一个一小格代表0.2V,显然前者精度高,比如第一个指在4.1和4.2的中间,就读作4.15,但是第二个只会在4.0和4.2之间,物理多用电表,读数是怎样估读的欧姆表不用估读,其他的是1分度就后一位估读。
高中多用电表读数规则
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高中多用电表读数规则
【原创版】
目录
1.引言:介绍高中多用电表的读数规则
2.多用电表的种类和功能
3.多用电表读数的方法和注意事项
4.估读值的处理和精度问题
5.结论:总结多用电表读数规则的重要性
正文
一、引言
在高中物理实验中,多用电表是一种常用的测量仪器,可以测量电流、电压和电阻等参数。
正确地读取多用电表的数据对于实验结果的准确性至关重要。
因此,本文将介绍高中多用电表的读数规则,帮助同学们更好地掌握这一技能。
二、多用电表的种类和功能
多用电表主要分为两种类型:指针式和数字式。
指针式多用电表通过指针的偏转角度来显示测量值,而数字式多用电表则直接显示数字。
多用电表可以测量电流、电压和电阻等参数,不同的量程适用于不同的测量范围。
三、多用电表读数的方法和注意事项
1.选择合适的量程:根据被测电流或电压值的大小选择量程,使指针偏转超过满偏的 2/3,至少也要超过 1/3。
如果量程选择太大,指针偏转太小,会造成较大的测量误差。
2.正确接入电路:电流表应串联在被测电路中,电压表应并联在被测
电路中,两种表都应使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
3.估读值:多用电表的最小刻度不一定是 1,因此需要估读到分度值的下一位。
如最小刻度为 0.5,指针指到 0.5 时,估读值为 0.50。
4.精度问题:估读值可能会影响测量结果的精度,因此在读数时要注意最小刻度的大小,尽量减少估读值的误差。
四、结论
掌握多用电表的读数规则对于高中物理实验至关重要,正确地读取多用电表数据可以保证实验结果的准确性。
高中多用电表读数规则
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高中多用电表读数规则1. 引言多用电表是高中物理实验中常用的仪器之一,用于测量电路中的电流和电压。
了解多用电表的读数规则对于正确进行实验和数据分析非常重要。
本文将详细介绍高中多用电表读数规则的相关知识。
2. 多用电表的基本原理多用电表是利用电磁感应原理测量电路中的电流和电压的仪器。
它由一个电流表和一个电压表组成,通常可以测量直流电流和直流电压。
3. 多用电表的读数规则多用电表的读数规则包括电流表的读数规则和电压表的读数规则。
下面将分别介绍这两种情况。
3.1 电流表的读数规则电流表是用来测量电路中的电流的仪器。
在读取电流表的数值时,需要注意以下几点:•电流表应该与电路连接成串联,即电流只能通过电流表流过,而不能绕过电流表。
•电流表应该选择合适的量程,使得电流表的满刻度值大于电路中的电流,但不要超过电流表的额定电流。
•读取电流表的数值时,应该注意读取的是电流表的刻度值,而不是指针指向的具体数值。
刻度值应该与指针所在的刻度线对齐,并注意估读指针所在的刻度线之间的数值。
3.2 电压表的读数规则电压表是用来测量电路中的电压的仪器。
在读取电压表的数值时,需要注意以下几点:•电压表应该与电路连接成并联,即电压表的两个引脚应该连接在电路中需要测量电压的两个位置上。
•电压表应该选择合适的量程,使得电压表的满刻度值大于电路中的电压,但不要超过电压表的额定电压。
•读取电压表的数值时,应该注意读取的是电压表的刻度值,而不是指针指向的具体数值。
刻度值应该与指针所在的刻度线对齐,并注意估读指针所在的刻度线之间的数值。
4. 例题分析为了更好地理解多用电表的读数规则,下面将通过一些例题进行分析。
4.1 电流表的例题假设一个电流表的量程为0-2A,满刻度值为2A。
当在实验中测量电路中的电流时,电流表的指针指向了1.5A与1.6A之间的刻度线,请问电流表的读数是多少?根据电流表的读数规则,我们可以估计出电流表的读数应该在1.5A与1.6A之间。
高考指针式电表读数“潜规则”探讨
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高考指针式电表读数“潜规则”探讨作者:范青林来源:《物理教学探讨》2016年第08期摘要:对于指针式电表的读数规则,高中物理一直争议很大,这对备考带来诸多困惑。
笔者希望通过对历年高考中涉及电表读数试题的统计和分析,得到一套应对高考电表读数试题的“潜规则”,以便解除广大教师备考的疑惑。
关键词:指针式电表;读数;潜规则中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)8-0046-3对于指针式电表的读数问题,在高中物理教学中一直是一笔糊涂账。
因为高中教材和教参既没有介绍电表准确度等级读数规则,又没有明确给出什么新的统一标准,这给高中教学特别是复习备考带来很大困惑。
而笔者通过对近30余年高考试题中有关电表读数规律的分析后,更是一头雾水。
因为全国卷和地方卷的读数规则各不相同,比如,欧姆表有要求估读的,也有不要求估读的。
最小精度为“2、0.2、0.02……”的有按“二分之一法”进行本位估读的,也有按照“十分之一法”估读到下一位的。
鉴于混乱的读数规则,有许多老师提出了一些新的方法。
《指针刻度式电表读数方法探讨》一文[1]建议所有读数均按照“十分之一法”估读到最小精度的下一位,但这种简单一刀切的方法既不科学也不符合高考读数的结果。
《高中物理实验中电表读数问题探讨》[2]一文建议按照大学里电表准确度等级规则读数。
如中学物理实验所使用的电表,一般都是“2.5级”表,其标称误差就等于“2.5%”。
例如,使用量程为0.6 A的电流表进行测量时,最大绝对误差=0.6 A×2.5%=0.015 A,说明0.01位已经是不可靠数字位,读数结果只能保留到小数点后两位。
但这种看似科学的方法仍然存在一些问题:首先,高中阶段对于电表按等级划分确定读数并没有知识上的要求,教材和教参都无相关内容;其次,电表的等级在电表读数试题中不一定都清楚地标出来了;同时,这种办法得出的结果往往跟高考给出的标准答案并不一致。
高考电表读数规则
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高考疑难问题:高中电表读数规则
第一步:首先弄清楚被读数电表的最小分度,读取完整刻度部分的准确值,
方法是刻度均匀的可以用最小格数<为整数> 乘以最小分度,刻度不均匀的直接从刻度盘读取;
第二步:然后计算对应最小分度的等分值,读取不完整刻度部分的估计值,
[最小分度的等分值对于最小分度为1、2的,将最小分度的十分之一部分写成为小数,对于最小分度为5的,将最小分度的五分之一部分写成小数,特别注意,一定要把最小分度的等分值写成小数形式,因为最小分度等分值的小数位数就决定了最终结果的小数位数]
方法是不完整部分指针转过的等分份数<为整数>乘以最小分度的等分值;
第三步:类似初中毫米刻度尺、高中游标卡尺螺旋测微器读数原理一样,将两个结果相加即得答案。
(实践表明:这三步教给学生,只要十来分钟的时间)。
对最小刻度为“1”、“2”的采用“十分之一估读法”,估计数字出
现在下一位;
对最小刻度为“5”的采用“五分之一估读法”,估计数字出现在同
一位。
高考物理难点解读:多用电表的使用与读数

难点84多用电表的使用与读数1.多用电表的构造如图甲所示,多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成.表头是一个灵敏电流表,选择开关旋转到电流挡,表内的电流表电路就被接通;选择开关旋转到电压挡(或电阻挡),表内的电压表电路(或欧姆表电路)就被接通,欧姆调零旋钮选择开关2.多用电表电阻挡的原理多用电表电阻挡(即欧姆表)是依据闭合电路的欧姆定律制成的,原理如图乙所示,黑表笔接多用电表内部电源的正极,红表笔接负极,当红、黑表笔断开时,表的指针停在左端的“o”位置上,此时外接电阻为∞;当红、黑表笔短接时.外接电阻为零.调节调零翱让当两表笔间接入待测电阻Rx时,回路中的电流I=对应的电流值I,因此可以将表盘电流刻度改为电阻R,的刻度,从而直接读出待测电阻R。
的大小.从电流,与电阻R,的关系可以看出,它们的关系是非线性的,由于电流刻度是均匀的,故电阻的刻度是不均匀的.3.多用电表的使用方法(1)测量前,先检查指针是否停在左端的“0”位置上,如果没有,需用小螺丝刀轻轻地调整定位螺丝,使指针指零.(2)将红、黑表笔分别插入“+”、“一”插孔,使用多用电表时,两只手只能握住表笔的绝缘棒部分,不能接触表笔上的金属部分(首先是为了安全;其次两手之间人体的电阻与被测电路并联,改变了电路结构).(3)根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的测量项(电流、电压、电阻)和适当的量程,读数时要在与选择开关相对应的刻度盘上读数,测电阻时,指针停在刻度盘中间刻度附近时误差较小..(4)测电阻时,应先进行欧姆调零,“欧姆零点”在表盘刻度右侧电阻标“0”的位置,调整的旋钮是欧姆调零旋钮.’(5)测量电阻前,待测电阻应与电源及其他元件断开,并通过变换欧姆挡倍率使指针停在表盘中央刻度附近.(6)每变换一次倍率,都要重新进行欧姆调零.(7)待测电阻的阻值等于表盘上的读数乘以相应的倍率.(8)用完后,应把选择开关旋转到“OFF”或交流电压最高挡,闪记欧姆表的操作可巧记为:①选挡接着调零;②换挡重新调零;③示数要乘倍率;④用毕旋至OFF挡(或交流电压最高挡);⑤流向“红进黑出”(无论使用电流挡、电压挡还是欧姆挡,电流都是从红表笔流进多用电表,从黑表笔流出).读数时要注意测量所选择的挡住及量程,确定测量的精确度,再进行读数,典例8的第(4)问,进行电阻测量时,指针的偏转角较小,说明回路中电流较小,对应的待测电阻较大,故应选择高倍率,换挡注意重新调零,典列多用电表如图所示,在正确操作的情况下:(1)若选择开关的位置如灰箭头所示,则测量的物理量是____,测量结果为—————.(2)若选择开关的位置如白箭头所示,则测量的物理量是____,测量结果为____.(3)若选择开关的位置如黑箭头所示,则测量的物理量是____,测量结果为____.。
高考物理 对一道高考物理电表读数的探讨

对一道高考物理电表读数的探讨仪器的读数是中学物理实验的基本要求,几乎成了高考每年必考的内容。
电表读数,估读方法较多,学生难于掌握并有一定的争议,不同地区的考题的答案也应进一步商榷。
(2008年新课程卷)22题 下图为一正在测量中的多用电表表盘。
(1)如果是用直流10 mA 档测量电流,则读数为 mA 。
(2)如果是用直流5 v 档测量给出的电流表读数参考答案是7.18mA ,我认为答案值得商榷。
直接测量物理量时,由于偶然误差、系统误差的存在,测量的结果与真值不一致。
在现代误差理论中,引进了不确定度这个概念。
它的含义是由于测量误差的存在而对被测量值不能确定的程度,它反映了可能存在的误差分布范围,表征被测量的真值所处量值范围的程度。
一般来说,对于已知仪器最小分度值的不确定度由下式计算得出:不确定度Δ=(K/100)×量程 其中K 为准确度等级读数时有效数字的可疑位与不确定度有这么一个关系:有效数字的位数由不确定度决定,具体说有效数字的可疑位与不确定度的数字具有相同数量级,即有效数字的可疑位与不确定度的数字所在位对齐。
15 510目前实验室一般电表的精度等级为2.5级。
•3V、3A量程,则Δ=(2.5/100)×3=0.075,不确定度数字处在百分位,则有效数字读数也只需读到百分位。
最小刻度:0.1 (V/A)做“1/10估读”:0.01 (V/A)半格估度:0.05 (V/A)(1)2.15V (2)0.80A•15v量程:则Δ=(2.5/100)×15=0.375(V)不确定度数字处在十分位,则有效数字读数也只需读到十分位。
最小刻度:0.5 (V)做“1/10估读”:0.05 (V)——显然不行半格估度:0.25 (V)(1)10.5+0.25V,但不可能有两位不准确数字,所以读10.7(V)或10.8 (V)均可。
•0.6A量程:则Δ=(2.5/100)×0.6=0.015(A)不确定度数字处在百分位,则有效数字读数也只需读到百分位。
高考指针式电表读数潜规则探讨
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高考指针式电表读数潜规则探讨范青林(山东省莱山第一中学,山东烟台)摘要:对于指针式电表的读数规则,在高中物理一直争议很大,特别对备考带来诸多困惑,笔者希望通过对历年高考中涉及电表读数试题的统计和分析,得到一套应对高考电表读数试题的“潜规则”,以便解除广大教师心中的疑惑。
关键词:指针式电表;读数;潜规则对于指针式电表的读数问题,在高中物理教学中一直是一笔糊涂账,因为高中教材和教参既没有介绍电表准确度等级读数规则,又没有明确给出什么新的统一标准,这给高中教学特别是复习备考带来很大困惑。
笔者通过对近30 余年高考试题中有关电表读数规律的分析后,更是一头雾水,因为全国卷和地方卷的读数规则各不相同,比如欧姆表有要求估读的,也有不要求估读的,最小精度为2、0.2、0.02…有按“二分之一法”进行本位估读的,也有按照“十分之一法”估读到下一位的。
鉴于混乱的读数规则,有许多老师提出了一些新的方法。
《指针刻度式电表读数方法探讨》一文[1]建议所有读数均按照“十分之一法”估读到最小精度的下一位,但这种简单一刀切的方法既不科学也不符合高考读数的结果。
《高中物理实验中电表读数问题探讨》[2]一文建议按照大学里电表准确度等级规则读数,如中学物理实验所使用的电表,一般都是“2.5 级”表,其标称误差就等于“2.5%”。
例如使用量程为0.6A电流表进行测量时,最大绝对误差=0.6A×2.5%=0.015A,说明0.01 位已经是不可靠数字位,读数结果只能保留到小数点后两位。
但这种看似科学的方法仍然存在一些问题,首先高中阶段对于电表按等级划分确定读数并没有知识上的要求,教材和教参都无相关内容;其次不一定符合实情,因为电表的等级在电表读数试题中不一定都清楚的标出来了;同时这种办法得出的结果往往跟高考给出的标准答案并不一致。
例1 (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。
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高考电表读数规则探讨一、高考国卷电表读数试题标答研究1.当前纷争产生原因指针式电表读数问题,本不是什么非常艰深的物理知识,由于高中教材教参既没有介绍电表准确度等级读数规则,又没有明确给出什么新的统一标准,给高中教学特别是复习备考带来很大困惑。
又因2011年高考多用电表读数填“14.0”得2分、填“14”得1分,一直不断的纷争再掀波澜。
纷争主要发生在最小刻度为“2”、“5”两种情况电表读数和欧姆档读数记录规范问题上。
一是大部分老师及其复习资料按照大学物理中介绍的电表准确度等级读数规则进行读数,考虑中学实验一般用的是2.5级电表,对最小刻度“2”和“5”的电流、电压表,分别提出“二分之一”和“五分之一”的估读要求,归纳为“凡是最小刻度是“1”的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位数字是不可靠数字);凡是最小刻度不是“1”的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不能再往下估读”。
这样,记录的结果往往出现:遇到最小刻度为“5”的情况时,做出的结果与高考标答一致,遇到最小刻度为“2”的情况时,做出的结果与高考标答不一致;二是小部分老师认为现行高中教材没有介绍电表准确度等级读数规则,只能依据初中物理介绍的“十分之一估读法”,结果往往出现:遇到最小刻度为“2”的情况时,做出的结果与高考标答一致,遇到最小刻度为“5”的情况时,做出的结果与高考标答不一致。
还有欧姆档读数记录规范问题。
2. 高考国卷电表读数标答“潜规则”探究湖北2012年高考理综考试采用国卷,所以我们必须研究国卷电表读数“潜规则”。
笔者研究比对人教版教材选修3—1 P68第1题答案和多年高考试题,发现高考国卷电表读数标答和教材答案标准具有一致性,在多年高考国卷命题中这种“潜规则”保持稳定性。
国卷“潜规则”依据理由可能是:①基于人教版教材讲述。
教材没有介绍电表准确度等级规则,也不因此提高要求增加学生负担,再说所读电表未必都是2.5级电表;②不考虑电表结构原因误差,假定电表机件都是理想的,读数误差主要出在人眼对刻度的分辨能力上;③中学实验电表最小刻度宽度约1mm,一般人眼的分辨能力为0.1 mm,即最多可估读到最小分度的十分之一;④“估读”只能是“最后一位有效数字”。
如果最小刻度为“2”(20,2,0.2,0.02,…),等分份数10以内的只有2、4、5、10五种可能(2/2=1,2/4=0.5,2/5=0.4,2/10=0.2;但2/3=0.333…2/8=0.25不是一位有效数字),一般估读应在下一位比较准,故取“十分之一估读法”;如果最小刻度为“5”(50,5,0.5,0.05,…),等分份数10以内的只有5、10两种可能(5/5=1,5/10=0.2,但5/2=2.5,5/4=1.25,5/8=0.625),由于1mm 内标值5本身已较大,估读值取在同一位已是合适的估读,再细到十分之一就没意义了,故采用“五分之一估读法”。
⑤尽管欧姆表测电阻本身粗略,但仅从读数角度看,“最后一位有效数字”表示“估读” 、“近似”意义应是一样的,毋容置疑,不能随意改变。
⑥指针式电表需要估读,而电子式电表不需要人去估读。
电子式电表已经开始代替指针式电表,没必要让教师学生花很多时间精力在这个问题上纠结。
3.总结高考国卷电表读数标准对最小刻度为“1” 、“2”的采用“十分之一估读法”,估计数字出现在下一位;对最小刻度为“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。
教材习题例证下面研究人教版教材(旧版)选修3—1P 68习题1所给答案(需要说明的是:下面题目是2011年新版教材中的,下边答案是2011年前旧版教师用书中给出的,还未来得及修改。
故以下分析仍按旧版分析,旧版原题第二行是直流电流100 mA):解析:(1)直流电压档,2.5V量程刻度盘,每格表示0.05V,采用“五分之一估读法”,估读到0.05V/5=0.01V,指针a示数读作0.55V+2×0.01V=0.57V;指针b示数读作2.0V+0×0.01V=2.00V。
(2)直流电流档,100mA量程刻度盘,每格表示2mA,采用“十分之一估读法”,估读到2 mA/10=0.2 mA,指针a示数读作22 mA+(4~5)×0.2 mA=22.8~23.0 mA,答案给的是22.8mA;指针b示数读作80 mA±(0~1)×0.2 mA=79.8~80.2 mA,答案给的是80.0 mA。
显然,如果按2.5级电表电表准确度等级读数规则,每格表示2mA,采用“二分之一估读法”,只能估读到1mA,不会到mA的十分位。
(3)欧姆×10档,指针b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10=(31~32)×10Ω。
指针a在40~50段每小格为5Ω,采用“五分之一估读法”,估到5Ω/5=1Ω;在50~100段每小格为10Ω,采用“十分之一估读法”,估到10Ω/10=1Ω,读作〔50Ω±(0~1)×1Ω〕×倍率10=(49~51)×10Ω,教材答案表示为500Ω,没有写成5.0×102Ω,这是个很大的遗憾,也给各地高考自主命题和调考等考试命题带来误导,以为欧姆档测电阻本身粗略,估读可不作要求。
导致安徽2009年高考题将本题“×10”改为“×100”,结果写为320Ω,天津、上海高考及一些地方调考卷中也有类似问题。
显然,教材将直流电流量程100mA改为50mA,最小刻度变为“1”,不再有争议。
这是考虑到:指针式电表需要估读,而电子式电表不需要人去估读。
电子式电表已经开始代替指针式电表,也没必要让教师学生花很多时间精力在这个问题上纠结。
这样在以后国卷高考命题中可能回避这个问题。
国卷高考题例证例1(2008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: (1)60 或6.0×10; (2)7.18 ;(3)3.59。
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I 1= mA ;右图是大纲版卷23题, 读出图中A 示数I 2= 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11(a)(b)(c)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=14.0Ω(2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1(2009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:指针位置选择开关所处的档位读数a 直流电流100mA 23.0mA 直流电压2.5V 0.57Vb电阻×100 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0.05V/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。