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高中物理电表读数问题释疑

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。

(4)若测量时,1A 未调到满
偏,两电流表的示数如图3所
示,从图中读出1A 的示数1I
= ,2A 的示数2I
= ;
原答案:3.00mA; 0.660mA .
显然对表A 2的读数是按十分之一读法。

在当年的考题中就有用不同的读法!(如新课标省份) 2、2008年宁夏卷第22. 题。

I.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 。

原答案:Ⅰ(1)60;(2)7.18; (3)3.59。

电流表是按十分之一读法:6+0.2⨯5+0.2⨯9/10=7.18mA;
选直流电流表,用10mA 量程时,最小刻度是0.2mA/格(数
字10当10mA ),可估读到0.02 mA;
3、1990年全国卷第24题。

用伏安法测电阻的实验中,按实验要求选用的电压表的最小分度为0.1伏,电流表的最小分度为0.02安.某同学纪录的各组数据如下表所示: 在这五组数据中,有效数字位数不符合要求的是第 组,数据有差错的是第 组。

原答案:(1;3 ); ( 4 )。

从表中最下一排数字可见,显然安培表量程是0—0.6A, 最小刻度是0.02A/格,可估读到0.002V ,(安培表的读数除第一组外,其它数据读法都是按十分之一读法)。

三、教参的依据(1999版第一册76页):
“有效数字的最后一位一定要同误差所在的数位取齐。

因此,测量仪器的读数规则应当是:测量误差出现在哪一位,读数时就应该读到哪一位。

这样,就要首先估计测量误差,然后再确定读到哪一位。

例如,中学生使用的电表的准确度是2.5级,即在规定的条件下,最大误差不超过满刻度的2.5%。

电流表用3安量程时,最大误差是3A⨯2.5%=0.075A,误差出现在安培的百分位。

表的最小分度是0.1安,既可以准确读到安培的十分位。

因此使用3安量程时应估读一位到安培的百分位。

电流表用0.6安量程时,最大误差是0.6A⨯2.5%=0.015A,误差也出现在安培的百分位。

表的最小分度是0.02A,因此也只能读到安培的百分位可以估读半小格。

如果读到安培的千分位则是无意义的了。


综上所述可得到如下结论:
1、由旧教参说明可知真实电表的读数所到的位数(即二分之一或五分之一读法),是由于设计制造电表的精度决定的,是从真实电表的实际出发,而不是按读数规则要求的!
2、按十分之一读法是按读数规则要求的,也不能算错且读法有规律可循!高考题中两种读法同时存在也就说明两种读法均可,建议在实际教学中哪种方法学生容易接受就按哪种学习就可以了。

(注:安徽卷的此题源于新教材《物理》(选修3-1)68页第1题,而该题在《物理》(选修3-1)教师教学用书中96页所给的答案中,也是0.57V.也是同一道题两种读法)附:有关资料中的两种读法
一、二(五)分之一读法
如果表盘刻度最小分度是“2”或“5”的,测量误差出现在同一位上,同一位分别按二分之一或五分之一估读。

例如电流表用0.6A量程,最小刻度是0.02A/格,测量误差出现在安培的百分位,只读到安培的百分位,估读半小格,不足半小格的舍去,超过半小格的按半小格估读。

以安培为单位读数时,读数结果小数点后有两位,百分(最后)位上的数字可能为0、1、2、3……9.
如图甲的读数为:0.02⨯9=0.18A,不够半格舍去
例如:电压表用15V量程,最小刻度是0.5V/格,测量误差出现在伏特的十分位上,只读到伏特的十分位,估读五分之几小格。

以伏特为单位读数时,读数结果小数点后有一位!十分(最后)位上的数字可能为0、1、2、3、……9.
如图乙的读数为:5+0.5⨯3+0.5⨯3/5=6.8V
二、十分之一读法
如果表盘刻度最小分度是“1”的,测量误差出现在下一位,下
一位按十分之一估读;如电压表用0-3 V量程,最小刻度是0.1V/
格,可估读到0.01V;读数最后一位数字可能为0、1、2、3、……9.
如图乙的读数为:1+0.1⨯3+0.1⨯6/10=1.36V
如果表盘刻度最小分度是“2”的,就把一小格分成十份,
估读指针所指位置占十分之几小格。

如安培表用0-0.6A量程,最小刻度是0.02A/格,可估读
到0.002A;读数最后一位数字可能为0、2、4、6、8.
如图甲的读数为:0+0.02⨯9+0.02⨯4/10=0.188A
如果表盘刻度最小分度是“5”的,就把一小格分成十份,估读
指针所指位置占十分之几小格。

如电压表用15V量程,最小刻度是0.5V/格,可估读到0.05V;
读数最后一位数字可能为0、5.
如图乙的读数为:5+0.5⨯3+0.5⨯6/10=6.80V
《中学物理》2012年5期
三、欧姆表读数
有以下高考题为例欧姆表读数应该估读一位。

( 2013全国高考新课标1卷) 23.题
某学生实验小组利用图(a)所示电路,测皿多用电表内电池的电动势
和电阻“xlk”挡内部电路的总电阻。

使用的器材有:
多用电表;
电压表:里程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:最大阻值5kΩ
导线若干。

回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“xlk”挡,再将红表笔和黑表笔,调零点
(2)将图((a)中多用电表的红表笔和(填“1”或“2)端相连,黑表笔连接另一端。

(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多角电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。

多用电表和电压表的读数分别为kΩ和V 。

15.0; 3.60V
( 2011年全国高考广东卷) 34.题
(2)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:
小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生
电源,开关,导线若干。

①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表_____倍率的电阻档(请
填写“x1”、“x10”或“x100”);调零后,将表笔分别与小电珠
的两极连接,示数如图16,结果为_____ . 答案:X1; 7.5
( 2013全国高考上海卷) 27.题
为确定某电子元件的电气特性,做如下测量。

(1)用多用表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的
电阻档测量,发现多用表指针偏转过大,因此需选择_
___倍率的电阻档(填:“×10”或“×1k”),并_
___再进行测量,多用表的示数如图(a)所示,测量
结果为____Ω。

答案:X10;70。

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