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% ⨯
m
N，
其中
m
N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% ⨯
m
N=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u
A 和u
B。

合成不确定度为
u其中单次直接测量u
A =0，则u=u
B
，在测量电表的准确度等级给
出的情况下可认为u
B
∆
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1
u 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。

所以结果应该是23.0mA 。

此题刻度盘中最小刻度为2mA 如果按照“二分法估读”答案应该是23mA,这也是部分教师困惑的地方。

例2（2013新课标Ⅰ卷 23题 第3问）
将滑动变阻器的滑片调到适当位置，这时电压表的示数如图2所示。

电压表的度数__________V 。

（参考答案： 3.60）
解析：电表准确度等级如果认为2.5
级，电压表量程为5V ，其允许误差的不
确定度为
u B ∆
V ，电表读数的有效数字位数应该在不确定度的最
后一位上，即在百分为上，所以读数为
3.60V 。

按照使用不确定度的方法确定读数，高中常见的电表及对应量程读数情况应该如下：
1、量程为0.6A
时，u B ∆
A=0.009A,所以结果应该保留3位小数。

2、量程为3A
时，u B ∆
所以结果应该保留2位小数。

3、量程为3 V
时，u B ∆
V,所以结果应该保留2位小数。

4、量程为15 V
时，u B
V =0.22V,所以结果应该保留2位小数。

5、欧姆表因为其量程为无穷大，不能按照量程和等级来确定最大误差，我们可以取内阻和等级来确定最大误差值，如中学中常用的欧姆表（型号J0411）的中央刻度30，如果选择⨯1Ω
的档位，u B ∆
Ω=0.4Ω，根据读数规则结果应保留1位小数即可。

2 对中学电表读数问题考查的建议
图2
2.1今后电表读数的学习，应该统一标准
当然利用不确定度来确定读数的位数，对于高中生来说要求过高，我们应该寻求更简洁、更直接的方法。

如图3、图4所示分别为高中阶段常用电压表（J0408）和电流表(J0407)的表盘示意图，图3电压表中当量程为0-3V 时最小刻度代表0.1V,按照读数规则读数结果应该保留2位小数，为最小刻度的下一位；当量程为0-15V 时最小刻度代表0.5V,按照读数规则读数结果应该保留2位小数，为最小刻度的下一位。

同理电流表中当量程为0-0.6A 时最小刻度代表0.02A,按照读数规则读数结果应该保留3位小数，为最小刻度的下一位；当量程为0-3A 时最小刻度代表0.1A,按照读数规则读数结果应该保留2位小数，为最小刻度的下一位。

同样根据上面的分析欧姆表的读数也是估读到最小刻度的下一位。

所以在高中阶段，为了统一标准，也便于学生记忆，同时满足读数规范也为学生进入大学后的学习创造良好的条件，所以建议在高中电学仪表教学中统一要求估读到最小刻度的下一位，即“十分估读法”。

这种“十分估读法”也有普适性，与刻度尺、游标卡尺、千分尺等仪器的读数一脉相承，便于学生掌握记忆。

至于“二分法估读”、“五分法估读”精髓可以供学有余力的学生学习。

2.2对于高考中对电表的考查应该形成统一的标准
不同的电表由于制作的标准有高有低，所以即使表盘一样其准确度级数也各不相同，读数误差的不确定度不尽相同，导致读数的位数也可能略有区别。

这些问题是考生无法解决的问题。

建议在今后的考查中应尽量以高中教学实际为参考，重点考查高中常见的电表的读数，或者在题目中做出明确的要求或提示，也便于中学教学的开展。

随着科技、社会的发展，数字式电表慢慢得到普及，指针式电表的读数的估读的意义也在逐渐降低，建议在高考考查中也应该发生变化。

例3（2014新课标Ⅰ卷23题第2问）
（2）试验中得到的部分数据如下表表示，其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数
（参考答案：0.110 9.09）
图4
图3
解析：毫安表准确度等级如果也认为是2.5级，电压表量程为200mA ，其允许误差的不确定度为
u B ∆
V=2.9mA ，
电表读数的有效数字位数应该在不
确定度的最后一位上，即在十分为上，
所以本题读数为110.0mA 。

即0.1100A 。

根据“十分估读法”读数也应该是估读
到mA 的十分位。

但是本题表格中读数都
保留到mA 这位，所以学生能够得到0.110
这个答案。

2014年高考试题用示例的方式给予学生提示，使学生的读数问题得以解决，是一个很好的尝试。

参考文献：
1王邦家,孙丽. 从教科书的细微变化谈电表的读数规则.中学物理教学参考, 2011,40(12):9～11
2 林进取.也谈指针刻度式电表读数方法. 中学物理教学参考,2014, 43(1-2),6-58
3 吴俊林,刘志存.大学物理实验[M].西安:陕西师范大学出版社,2007
作者简介:
宋昌杰， （1976，01），男，汉族，大学本科，中学高级教师，主要从事物理教学研究以及与信息技术的整合。

图5。