测量仪器读数方法

一、重点难点分析:

物理(考试说明)中要求学生熟练掌挂的基本仪器有13种，除打点计时器和潜动变阻器不需要读数外；其余11种涉及到读数问题.其中游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表的读数问题，在历年的高考题中出现频率较高，另外象弹簧称、欧姆表的读数问题也时有涉及，应为专题的的复习重点．凡涉及需要估读的仪器，怎样估读、估读到哪一位数字，应是本专题的难点所在。

二、解题方法指导

需要估读的仪器

在常用的测量仪器中:刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等；读数时都需要估读．因为最终的读数要以有效宇的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字，应和误差所在位置一致，故在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精确度(即最小分度值)和实验误差要求两个因素共同决定．按照中学阶段比较流行的一种误差要求——(读数的最大绝对误差应小于仪器最小分度值的1/2)，凡仪器的最小分度值为较高一级单位的1/10者，应比最小分度值多估读一位数字；凡仪器的最小分度值大于或等于较高一级单位的

1/5者，只需要估读到和最小分度值所在同一位数字即符合上述误差要求．具体计算时也可将仪器的最小分度值除以2，所得数字的首位即为估读到的位数。

[例1)如图：V一1所示，被测物体的长度为

mm

解析：因为刻度尺的最小分度是1mm，除以2结果为0.5 mm，误差出现在毫米的十分位上，故估读时只能在毫米的十分位上进行估读，所以被测物体的长度为

L=16MM+0.8MM=

16.8MM．（注意：本题读成16.80MM或16.85MM都是不合乎要求的)

例2：用天平称量物体的质量时，右盘中已放人了砝码68g，游码位置如图V--2所示，则被称物体的质量为 g．

解析：由图--2可知，该天平的最小分度为0.04g．除以2结果为0.02g，误差出现在首分位上，读数时只能估读到克的百分位上，因此被测物体的质量为：

m=68g+7X 0.04g=68.28g

例3：将橡皮筋的一端固定在A点，另一端挂上商根细绳，每根细绳分别连接一个量程是5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图V--3所示，这时弹簧测为计的读数可以从图中读出．由图可读得两个互相垂直的拉力的大小、分别为N和 N．

解析：由图可知，该测力计的最小分度为0.1N，除以2结果为0.05N．，误差出现在百分位上；读数时应估

读到0.01 N．因此测力计的读数分别为：

F1=2N+8.0X0.1 N=2.80N

F2=3N+9.0X0.1N = 3.90N

注意：若不仔细看图，水平测力计；的读数很容易误读为F2=4N+1.0X 0.1

N=4.10N．

例4：电流表示数如图V--4所示，则读数为 A；

电压表示数如图V-5所示，其读数为 V．

解析：(1)由图V--4可知；，所用电62表的量程为0-0.6A，最小分度为

0．02A；误差出现在安培的百分位上(只能读到0.01A)，故电流表的示数为：

I=0.2A+3 x 0.02A=0.26A。

(2)由图V-5知，电压表选用的量程为0-3V，最小分度为0。1V，误差出现在伏特的百分位上，故电压表的读数为：

U=2V+8.0x0.1 V=2.80V．

说明：电流表和电压表使用不同量程时，每大格或每小格所表示的数值都是不同的，读数时要注意．[例5]图V--6给出的是用螺旋测微器测量一小钢球的直径

的示数，此读数应是——mm．

解析：螺旋测微器的最小刻度为0．01mm，除以2，结果为0．005 mia，误差出现在毫米的千分位上，所以在毫米的干分位上进行估读．螺旋测微器的读数方法是：先从固定刻度尺上读出半毫米以上的长度，然后找出可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度尺上的水平横线重合，从而读出半毫米以下的刻度，并再估读一位数字，最后将两次读数相加就是所要测量的正确读数(可用公式d=固定刻度示数+可动刻度示数x最小分度值计算)．根据螺旋测微器的读数方法可得：被测小球的直径为：d=8.5mm+10.0X 0.01mm=8.600mm．

说明：在读数的时候一定要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出．若忽略了这一点，本题会误读为8.100mm．

解析：用多用电表的欧姆挡测出的电阻值由表盘读数和挡位选择倍数两部分组成，读数计算方法为：

被测电阻R=表盘刻度数(整刻度数+估读数)x挡位选择倍数。

[例6』某同学用多用

电表欧姆挡测电阻，指针所指位置如图V-7所示，则被测电阻的阻值约为——Ω．由图V—7可知挡位选择开关所指的倍数为x 100，表针指的位置为26，因此被测电阻的阻值为 R=26X 100Ω=2.6X103Ω．

说明：(1）欧姆表的每一挡位的测量范围都从0至，从道理上讲任意阻值的电阻都可由同一挡位上测出其阻值大小．但由欧姆表的刻度方法和误差理论知道，只有当指针指在刻度盘的中间部分时测量误差才最小，因此在用欧姆表测量不同阻值的电阻时，应选用不同的

挡位，使指针指在刻度盘中央附近，从而减小测量误差．但需要注意的是，每换一次挡位，都要重新进行欧姆调标卡尺、秒表、电阻箱等．

1．游标卡尺的读数

游标卡尺的读数部分由主尺(最小分度为1mm)和游标尺两部分组成．按照游标的精度不同可分为三种：

(1)10分游标，其精度为0．1 mm；

(2)20分游标，其精度为0．05mm；

(3)50分游标，精度为0.02mm．

游标卡尺的读数方法是，以游标0刻度线为准在主尺上读出整毫米数上，，再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数，则总的读数为：主尺上的整毫米数+游标上的毫米以下的小数．

[例7]图V一8中表示用一零点准确的游标卡尺

测量一圆柱体的直径，从图上读出的测量结果为D=———cm．

解析：由图V一8可

知，整毫米数为L1=102mm，游标尺的示数为L2=2.0X 0.1 mm=0.20mm．则圆柱体的直径为：

D=L1十L2=102mm十0.20mm=102.20mm

=10.220cm．

[例8]游标卡尺的主尺最小分度为1mm，游标上有20个小的等分刻度，用它来测量一工件的内径，如图V---9所示．该工件的内径为 mm．

解析：游标卡尺是20分度的，游标尺的最小分度值为0.05mm，由图V---9可知L1=2.3 cm=23 mm