运用半格估读法解决电表读数问题

运用半格估读法解决电读数问 运用半格估读法解决电表读数问题,理化生教学与研究, 冯小秋 约1703字 根据现行教学大纲和物理考试说明的要求,目前高中物理涉及两种电表读数问题,一是学生用电流表和电压表的读数问题,二是多用电表的读数问题。由于电表的读数结果只能是唯一的(除了末位估计值允许有误差),无论采用哪种方法读数结果必须相同。准确进行读数要遵循以下原则是。 1.读数末位应该有一位估计值,但不能一次读数有两位估计值。因为第一位已经是估计的了,虽然有效但不可靠,再估计下一位就毫无意义了。这跟我们使用最小刻度是毫米的刻度尺道理是一样的。 2.要按有效数字规律读数,所有读数小数点后的有效数字应对齐。 根据以上这两个原则,我们遇到的读数问题并不难解决,难的只是当指针恰好指在整数位上时,小数点后到底该有几个“0”,这里介绍一种方法叫做“半格估读法”,即当指在整数位上时,将指针向左或向右移过半格,根据移过半格的读数和有效数字应对齐的原则就可以确定读数是几位了。 例1:按照有效数字规则读出下列电表的测量值:电流表接0—0.6A量程时读数为_______A;接0—3A量程时读数为?________A;电压表接0—3V量程时读数为_____V;接0—15V量程时读数为_________V。 分析与解:本题的正确答案分别为0.16A,0.80A,2.15V,10.8V。这里要解决几个疑问:(1)为什么接0—3A量程时读数为0.80A而不是0.8A?(2)为什么接0—15V量程时读数只有一位小数? (1)将电流表指针从此位置向右移过半格,其读数在0.8—0.9之间,为0.85A,考虑到有效数字应对齐的原则,小数点后应该有两位,故为0.80A。若指针在整数“1”上,应读作1.00A。 (2)接0—15V量程时,指针的位置在10.5—11之间,不少人会读成10.75V,其实这里“7”已经是估计值,再向后估计一位“5”是错误的。另外,目前中学物理实验室多数使用2.5级J0407型或J0408型电流表和电压表,即其最大的绝对误差不超过量程的2.5%。由此可知量程为15V的电压表其最大误差为15V×2.5%=0.375V,误差已出现在十分位上。而其他三种量程的误差通过计算可知应出现在百分位上。 小结:学生用电流表和电压表的读数问题,电流表接0—0.6A、0—3A、电压表接0—3V量程时读数的小数点后应该有两位,而电压表接0—15V量程时读数的小数点后只有一位。 例2:某同学使用多用电表直流电流100mA档来测电流,示数如图所示(右图为指针所在区域部分的放大图),读数为_________A;若使用直流电压2.5V档,读数为_______V;若使用直流电压50V档,读数为________V;若使用倍率为×100的欧姆档,读数为________Ω。 分析与解:本题的正确答案分别为0.72A;1.80V;36.0V;6.1×102Ω。这里同样有几个疑问要解决:(1)不同的电压、电流档怎样选择量程?(2)小数点后的“0”是如何确定的??测电阻时读数为什么是6.1×102Ω而非610Ω? (1)多用电表的刻度盘看似比较复杂,仔细观察一下,我们主要用两种刻线,最上方的是欧姆档刻线,其刻度是不均匀的;中间的是电流、电压刻线,是均匀的,它标有三种量程250、50、10,具体用哪种量程要看选择了电流、电压的哪个档,这跟电流表有两个量程道理是一样的,只是多一个量程而已。比如电压有2.5、10、50、250、500V档,电流有0.5、1、10、100mA档,如电压选取500V档,量程用50,最后读数乘以10即可;最下方的是交流电压2.5伏量程,其刻度也是不均匀的(一般用不到)。 (2)用100mA档测电流时,选择量程为“10”,最后再读数乘以10,将指针向右移过半格, 读数在72—74之间,为73,即0.73A,有效数字对齐,可知0.72后不需要加“0”;用2.5V档测电压时,读数为180,将指针向右移过半格,读数在180—185之间,为183,即1.83V,小数点后应有两位,故答案为1.80V;用50V档测电压时,读数为36,将指针向右移过半格,读数在36—37之间,为36.5V,小数点后有一位,确定最后读数应为36.0V。 (3)测电阻时,只估读一位,即6.1,乘以倍率100即可,若写成610就估计了两位。 小结:多用电表的读数问题应根据所测量的物理量选择相应的量程:用“250”量程时,有效数字最多三位;用“50”量程时,有效数字最多三位;用“10”量程时,有效数字最多两位(这里的“最多”出现在指针向右偏角较大时),最后用科学计数法表示测量结果。