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高中物理實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)專(zhuān)題復(fù)習(xí)教案

時(shí)間:2021-09-09 20:28:16 物理教案 我要投稿

高中物理實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)專(zhuān)題復(fù)習(xí)教案范文

  高中物理實(shí)驗(yàn)讀數(shù)篇一:高中物理實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)專(zhuān)題復(fù)習(xí)教案

高中物理實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)專(zhuān)題復(fù)習(xí)教案范文

  設(shè)計(jì)思路:物理《考試說(shuō)明》中要求學(xué)生熟練掌握的基本儀器有13種,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和滑動(dòng)變阻器不需要讀數(shù)外,其余11種都涉及到讀數(shù)問(wèn)題。其中游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的讀數(shù)問(wèn)題,在歷年的高考題中出現(xiàn)頻率較高,另外像彈簧秤、歐姆表的讀數(shù)問(wèn)題也時(shí)有涉及,應(yīng)為本專(zhuān)題的復(fù)習(xí)重點(diǎn)。凡涉及需要估讀的儀器應(yīng)當(dāng)解決好:怎樣估讀、估讀到哪一位數(shù)等問(wèn)題,這是本專(zhuān)題的難點(diǎn)所在。

  考向走勢(shì):儀器的使用是實(shí)驗(yàn)考核的基礎(chǔ)內(nèi)容。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),還是原理分析,往往都涉及基本儀器的使用,所以一些基本儀器的原理、使用方法、注意事項(xiàng)和讀數(shù)等,在近幾年的高考試題中不斷出現(xiàn),長(zhǎng)度和電路量的測(cè)量及相關(guān)儀器的使用是出題最頻繁的知識(shí)點(diǎn)。

 。ㄒ唬y(cè)量?jī)x器使用常規(guī)

  對(duì)于測(cè)量?jī)x器的使用,首先要了解測(cè)量?jī)x器的量程、精度、使用注意事項(xiàng)和讀數(shù)方法。

  1.關(guān)于量程問(wèn)題:這是保護(hù)測(cè)量?jī)x器的一項(xiàng)重要參數(shù),特別是天平、彈簧秤、溫度計(jì)、電流表、電壓表和多用電表等,超量程使用會(huì)損壞儀器,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況選擇量程適當(dāng)?shù)膬x器。在使用電流表、電壓表時(shí),選用量程過(guò)大的儀器,采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過(guò)小,會(huì)造成相對(duì)誤差較大,應(yīng)選擇使測(cè)量值位于電表量程的1/3以上的電表;使用多用電表測(cè)電阻時(shí),應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋n位,使歐姆表的示數(shù)在電表的中值附近。

  2.關(guān)于精度問(wèn)題:所選用儀器的精度直接影響著測(cè)量讀數(shù)的有效數(shù)字的位數(shù),因此應(yīng)在使用前了解儀器的精度,即看清儀器的最小分度值。其中螺旋測(cè)微器和秒表的最小分度是一定的。但游標(biāo)卡尺上游標(biāo)尺的最小分度、天平游碼標(biāo)尺的最小分度、彈簧秤和溫度計(jì)刻線的最小分度,都因具體的儀器情況不同而有所差異,電流表、電壓表和多用電表則會(huì)因所選擇的檔位不同而造成最小分度值有所不同,因此在進(jìn)行這些儀器的讀數(shù)時(shí),一定要看清所選的檔位。

  3.使用注意事項(xiàng):一般不同的儀器在使用中都有其特殊的要求,以下幾點(diǎn)要特別注意:

 、盘炱皆谶M(jìn)行測(cè)量前應(yīng)先調(diào)平衡。

  ⑵打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源要求為4~6V的交流電源。

 、嵌嘤秒姳淼臍W姆檔每次換檔后要重新調(diào)零,被測(cè)電阻要與電路斷開(kāi),使用完畢要將選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至交流電壓最高檔或“OFF”檔。

 、然瑒(dòng)變阻器、電阻箱和定值電阻使用過(guò)程中要考慮其允許的最大電流;瑒(dòng)變阻器采用限流接法時(shí),滑動(dòng)觸片開(kāi)始應(yīng)位于變阻器阻值最大的位置;滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí),滑動(dòng)觸片開(kāi)始應(yīng)位于分壓為零的位置。

  ⑸電阻箱開(kāi)始應(yīng)處于阻值最大狀態(tài),調(diào)整電阻箱的阻值時(shí),不能由大到小發(fā)生突變,以免因?yàn)樽柚颠^(guò)小而燒壞電阻箱。

 。ǘy(cè)量?jī)x器的讀數(shù)方法

  1.需要估讀的儀器:在常用的測(cè)量?jī)x器中,刻度尺、螺旋測(cè)微器、電流表、電壓表、天平、彈簧秤等讀數(shù)時(shí)都需要估讀。因?yàn)樽罱K的讀數(shù)要以有效數(shù)字的形式給出,而有效數(shù)

  字的最后一位數(shù)字為估計(jì)數(shù)字,應(yīng)和誤差所在位置一致,在實(shí)際操作中,究竟估讀到哪一位數(shù)字,應(yīng)由測(cè)量?jī)x器的精度(即最小分度值)和實(shí)驗(yàn)誤差要求兩個(gè)因素共同決定。

  根據(jù)儀器的最小分度可以分別采用1/2、1/5、1/10的估讀方法,一般:

  最小分度是2的,(包括0.2、0.02等),采用1/2估讀,如安培表0~0.6A檔; 最小分度是5的,(包括0.5、0.05等),采用1/5估讀,如安培表0~15V檔;

  最小分度是1的,(包括0.1、0.01等),采用1/10估讀,如刻度尺、螺旋測(cè)微器、安培表0~3A檔、電壓表0~3V檔等,當(dāng)測(cè)量精度要求不高或儀器精度不夠高時(shí),也可采用1/2估讀。

  2.不需要估讀的測(cè)量?jī)x器:游標(biāo)卡尺、秒表、電阻箱在讀數(shù)時(shí)不需要估讀;歐姆表刻度不均勻,可以不估讀或按半刻度估讀。

 、庞螛(biāo)卡尺的讀數(shù):游標(biāo)卡尺的讀數(shù)部分由主尺(最小分度為1mm),和游標(biāo)尺兩部分組成。按照游標(biāo)的精度不同可分為三種:(a)10分游標(biāo),其精度為0.1mm;(b)20分游標(biāo),其精度為0.05mm;(c)50分游標(biāo),精度為0.02mm。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法是:以游標(biāo)零刻度線為準(zhǔn)在主尺上讀出整毫米數(shù)L1,再看游標(biāo)尺上哪條刻度線與主尺上某刻度線對(duì)齊,由游標(biāo)上讀出毫米以下的小數(shù)L2,則總的讀數(shù)為:L1+ L2。

  ⑵機(jī)械秒表的讀數(shù):機(jī)械秒表的長(zhǎng)針是秒針,轉(zhuǎn)一周是30s。因?yàn)闄C(jī)械表采用的齒輪傳動(dòng),指針不可能停留在兩小格之間;所以不能估讀出比0.1 s更短的時(shí)間。位于秒表上部中間的小圓圈里面的短針是分針,表針走一周是15 min,每小格為0.5 min。秒表的讀數(shù)方法是:短針讀數(shù)(t1)+長(zhǎng)針讀數(shù)(t2)。

 、请娮柘洌耗鼙硎境鼋尤腚娮柚荡笮〉淖冏杵鳎蛔x數(shù)方法是:各旋

  扭對(duì)應(yīng)的指示點(diǎn)的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù),它們之和就是電阻箱接入電路的阻值。使用電阻箱時(shí)要特別注意通過(guò)電阻的電流不能超過(guò)允許的最大數(shù)值。

 。ㄈ┑淅治

  【例題1】讀出下列50分度游標(biāo)卡尺的示數(shù)。

 ;;

  〖解析〗從左到右示數(shù)依次為:5.24mm;11.50mm;22.82mm。

  【例題2】試讀出下列螺旋測(cè)微器的讀數(shù)

  〖解析〗從左到右讀數(shù)分別為:0.861mm;3.471mm;7.320mm;11.472mm

  【例題3】按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測(cè)量值。

 、 ⑵

  接0~3V量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_______V。

  接0~3A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)______A。

  接0~15V量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)______V。

  接0~0.6A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi)_____A。

  〖解析〗⑴2.17;10.8;⑵0.80;0.16

  【例題4】讀出右圖所示電阻箱的阻值。

  〖解析〗86.3Ω。

  【例題5】讀出機(jī)械秒表的讀數(shù)。

  〖解析〗99.8s。

  【例題6】讀出機(jī)械秒表的讀數(shù)。

  1、若采用50V量程則讀數(shù)為;

  2、若采用100mA量程讀數(shù)為

  3、若采用×100Ω量程讀數(shù)為 〖解析〗1、23.6V;46.5mA;18.5×100Ω。

  高中物理實(shí)驗(yàn)讀數(shù)篇二:高中物理實(shí)驗(yàn)讀數(shù)方法

  在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,用的是分度值為0.1秒的秒表,測(cè)單擺周期時(shí),我發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生測(cè)30次全振動(dòng)讀數(shù)為60.18秒。這樣讀數(shù)是否正確呢?這里牽涉到不確定度的問(wèn)題。

  直接測(cè)量物理量時(shí),由于偶然誤差、系統(tǒng)誤差的存在,測(cè)量的結(jié)果與真值不一致。在現(xiàn)代誤差理論中,引進(jìn)了不確定度這個(gè)概念。它的含義是由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值不能確定的程度,它反映了可能存在的誤差分布范圍,表征被測(cè)量的真值所處量值范圍的程度。它比單次測(cè)量的絕對(duì)誤差更能較好地表示測(cè)量結(jié)果。不確定度由兩類(lèi)不同性質(zhì)的不確定度合成:一類(lèi)是用統(tǒng)計(jì)方法算出的不確定度,另一類(lèi)是用非統(tǒng)計(jì)方法得出的不確定度。簡(jiǎn)化處理時(shí)不考慮第一類(lèi)。此時(shí)不確定度的計(jì)算可近似取計(jì)量器具的示值誤差限或基本誤差限。它們可參照計(jì)量器具的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)由準(zhǔn)確度等級(jí)或允許誤差范圍得出,或結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)條件得出。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于已知器具最小分度值的不確定度由下式計(jì)算得出:

  不確定度Δ=(K/100)×量程

  K為準(zhǔn)確度等級(jí)

  讀數(shù)時(shí)有效數(shù)字的可疑位與不確定度有這么一個(gè)關(guān)系:有效數(shù)字的位數(shù)由不確定度決定,具體說(shuō),有效數(shù)字的可疑位與不確定度的數(shù)字具有相同數(shù)量級(jí),即有效數(shù)字的'可疑位與不確定度的數(shù)字所在位對(duì)齊。

  在高中物理實(shí)驗(yàn)中,對(duì)于分度值為“1”的儀器讀數(shù),如螺旋測(cè)微器、溫度計(jì)、刻度尺、彈簧秤等,有效數(shù)字一般讀到分度值的下一位。而對(duì)于量程為0.6A的電流表和量程為15V的伏特表,讀數(shù)時(shí)容易出錯(cuò)。例如在“測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn)中,為了使讀數(shù)穩(wěn)定和延長(zhǎng)電池使用壽命,規(guī)定電路中電流值不得超過(guò)0.6A。如有如下讀數(shù):

  很多學(xué)生讀作0.298A。理由是在0.2A后指針偏了4.9格,而每一格為0.02A,故0.02×4.9=0.298。實(shí)際應(yīng)讀作多少呢?根據(jù)有效數(shù)字可疑位與不確定度數(shù)字關(guān)系,可如下確定:目前實(shí)驗(yàn)室一般電表的精度等級(jí)為2.5級(jí),則=(2.5/100)0.6=0.015A,不確定度數(shù)字處在百分位,則有效數(shù)字讀數(shù)也只需讀到百分位。對(duì)于上述這種情況,指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)以估讀半格為宜,即不足半格可舍去,超過(guò)半格可入上來(lái),上例可計(jì)為偏過(guò)0.2A后5小格,讀數(shù)為0.30A。同理量程為15V的伏特表其不確定度為0.375V,故有效數(shù)字讀到十分位即可,也以半格來(lái)估讀。

  而在某些特殊情況下,不確定度則需由實(shí)際情況確定,如在測(cè)量凸透鏡焦距的實(shí)驗(yàn)中,光具座上標(biāo)尺的分度值雖為1毫米,但有以下幾個(gè)因素使我們不必讀到毫米的下一位。一、使用燭焰做物,燭焰是有一定寬度的且易搖擺,像的位置受清晰度的影響不易確定。二、較長(zhǎng)的鋼尺在使用過(guò)程中很難保證一直平直的,實(shí)際情況是鋼尺大多有彎曲和變形,此時(shí)儀器的誤差限往往大于1毫米,甚至達(dá)3-4毫米,故物距、像距讀到毫米即可。再如開(kāi)頭秒表的讀米,由于人的反應(yīng)時(shí)間一般為0.1秒左右,一次計(jì)時(shí)包含啟動(dòng)與停止秒表兩個(gè)反應(yīng)時(shí)間,不確定可取0.2秒,故此時(shí)讀數(shù)的有效數(shù)字可疑位處在秒的十分位上,上述讀數(shù)可讀為60.2秒。

  儀器的使用和讀數(shù)是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基本要求,因此也成了高考幾乎每年必考的內(nèi)容。我們?cè)谄綍r(shí)既要防止粗枝大葉的讀法,又要防止位數(shù)越多越精確的想法,讀數(shù)是有規(guī)則的。一般可先由儀器的最小分度值進(jìn)行讀數(shù),再根據(jù)儀器或測(cè)量的誤差最后確定數(shù)據(jù)的有效數(shù)字。

  1、有效數(shù)字:帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字稱(chēng)為有效數(shù)字.

 。1)有效數(shù)字的位數(shù):

  a.3.9,3.90,3.900分別是二位、三位、四位有效數(shù)字,最末一位為不可靠的.

 。1b.0.39,0.039,0.0039都是兩位有效數(shù)字.寫(xiě)成科學(xué)記數(shù)法為:3.9×10,

  3.9×10-2,3.9×10-3,若3600km,如果全部是有效數(shù)字,就不用科學(xué)記數(shù)法,要寫(xiě)成科學(xué)記數(shù)法則也應(yīng)為3.600×103km.

 。2)有效數(shù)字的運(yùn)算:

  若題中物理量采取的是幾位有效數(shù)字,則結(jié)果也應(yīng)該是幾位有效數(shù)字.

  2、需要估讀和不需要估讀的儀器:

  (1)需要估讀的儀器:(關(guān)鍵是確定好最小分度)

  刻度尺、螺旋測(cè)微器、電表、天平、彈簧秤.

 。2)不需要估讀的儀器:

  游標(biāo)卡尺、水銀氣壓計(jì)、機(jī)械秒表、電阻箱.

  3、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、電表和機(jī)械秒表的讀數(shù):

  (1)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器

  游標(biāo)卡尺按照精度的不同可分為三種:10分游標(biāo),精度0.1mm;20分游標(biāo),精度0.05mm;50分游標(biāo),精度0.02mm.游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法是:以游標(biāo)0刻度線為準(zhǔn)在主尺上讀出整毫米數(shù),再由游標(biāo)讀小數(shù).即:主尺的整毫米數(shù)+(格數(shù)×精度).水銀氣壓計(jì)讀數(shù)與之相似.

  螺旋測(cè)微器的螺距為0.5mm,可動(dòng)刻度為50等分,所以最小刻度為0.01mm也就是其精度,即能準(zhǔn)確讀到0.01mm位,在千分位上估讀.其讀數(shù)方法是:主尺讀半毫米以上的長(zhǎng)度,然后找出可動(dòng)刻度上的第幾條刻度線與固定刻度上的水平橫線重合,讀出半毫米以下的刻度并估讀一位.即:固定刻度示數(shù)+(格數(shù)×精度)+估讀值.

 。2)電表和機(jī)械秒表

  電表的讀數(shù)首先要看量程,并注意每一最小分度值,特別是量程為0.6A的電流表和量程為15V的電壓表,以及多用表的歐姆檔的讀數(shù)方法.機(jī)械秒表的長(zhǎng)針是秒針,每轉(zhuǎn)一周是30s,最小分度為0.1s,不能估讀比0.1s更短的時(shí)間;短針是分針,每轉(zhuǎn)一周是15min最小分度是0.5min.

  簡(jiǎn)單地說(shuō),有兩種情況:

  1.最小刻度是是"1"的,要估讀到最小刻度的下一位.

  2.最小刻度不是"1"的,就不估讀了,如果指針沒(méi)有指在刻度線上,那就看指針靠近哪一邊,也就是說(shuō),過(guò)了一半的就讀右邊的刻度,沒(méi)過(guò)一半的就讀左邊的刻度.

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