测量与读数讲解

高中物理实验总复习——测量与读数一、误差和有效数字1.误差测量值与真实值的差异叫做误差。

误差可分为系统误差和偶然误差两种。

⑴系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。

⑵偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。

减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。

这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。

2.有效数字带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。

⑴有效数字是指近似数字而言。

⑵只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。

凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。

间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。

二、考试大纲规定的学生实验1.长度的测量（游标卡尺和螺旋测微器）⑴游标卡尺游标卡尺的读书方法：主尺的厘米刻度+主尺的毫米刻度（标尺0刻度线之前）+标尺与主尺对齐的刻度*精确度①10分度的游标卡尺。

游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。

读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几（不能读某）。

其读数准确到0.1mm。

②20分度的游标卡尺。

游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。

读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。

其读数准确到0.05mm 。

③50分度的游标卡尺。

游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm ，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm 。

这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。

这种卡尺的读数可以准确到0.02mm 。

要注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读。

要知道主要构造的名称：主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。

⑵螺旋测微器固定刻度上的最小刻度为0.5mm （在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5mm 。

在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm 。

读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后必须再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。

要知道主要构造的名称：以下的①-⑦依次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架。

例1. 读出下列游标卡尺测量的读数。

⑴ ⑵⑶解：⑴2.98cm ⑵6.170cm ⑶1.050cm 3 4 cm 67820cm 01234560123456789cm① ②③⑤⑥⑦例2. 读出下列螺旋测微器测量的读数。

⑴⑵解：⑴0.642mm ⑵10.294mm 2.时间的测量高中阶段涉及到时间的测量仪器是秒表（机械式秒表），由表盘、外壳、和按钮组成。

秒表的表盘刻度由2个大小不等圆周组成。

大圆刻度盘上标有“5，10，15，20…..”，也有的是标有“2，4，6，8..”，表示秒针转动到不同刻度的记录值。

秒针转动一周，所经历的时间为30s ，秒针转动一周，分针转过一格（注意，不是数字，仅仅是刻度。

有些秒表小表盘数字1，2之间还有1个刻度） 读数方法：（1） 所测时间超过0.5min(30s)时，0.5min 的整数倍由小表盘分针所指的刻度读出。

不足0.5min 由秒针所指刻度读出。

总的读数为T=分针所指刻度n * 30+秒针所指刻度（2） 由于秒表是通过齿轮转动的，所以秒针和分针所停留的位置是特定的，不可能处于两个最小刻度之间（比精确度更小）。

一般不估读。

（3） 不同秒表的大表盘的精确度不同，读数时要注意表盘的精确度（精确度=30s/总刻度）3.电阻的测量高中阶段能够直接读电阻的仪器有两个：电阻箱和欧姆表其中电阻箱的读数方法是：每档指示数值乘以相应的倍率后相加的总和。

注意；电阻箱不用估读右图是电阻箱示意图，试读出当时电阻箱的阻值。

解：电阻箱面板上有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率。

将每个旋钮的指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位到低位依次读出来，就得到这时电阻箱的实际阻值。

注意图中最左边的两个黑点是表示的是接线柱。

若指针位置如图所示，则阻值为84580.2Ω。

4.电流（电压）的测量，电流表和电压表的使用主要是在不同量程上面所对应的精确度不同。

方法在初中已经出现过N 次了。

在这里就不多讲了。

注意的是，读数时要估读一位（在有些题目里面要注意的是题目所要求的有效数字，按题目要求进行四舍五入）右图是电压表的刻度盘。

若当时使用的是该表的0-3V 量程，那么电压表读数为多少？若当时使用的是该表的0-15V 量程，那么电压表度数又为多少？ 解：0-3V 量程最小刻度是0.1V ，是10分度的，因此要向下估读一位，读1.15V （由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成 1.14V-1.17V 之间都算正确）。

0-15V 量程最小刻度为0.5V ，不是10分度的，因此只要求读到0.1V 这一位，所以读5.7V （5.6V-5.8V 之间都算正确）。

5.多用电表的使用如图，多用电表可以用来读电流大小，交流电压大小，直流电压大小（取决于旋钮所指定的值，如果指向电流或者是电压，那么多用电表只是一个普通的电流表(电压表)，零刻度线在最左边，并且刻度均匀，其使用方法和一般的电流表或者电压表相同。

要注意的是旋钮所指向的值代表此时电表的量程多用电表测电阻，如果旋钮指向×1K, ×100,×10,×1,那么此时是在测电阻，零刻度在最右边，并且刻度不均匀，越靠近左边越密，读数越不精确。

所以测电阻的是由一般要求指针指在中间位置附近。

欧姆表测电阻的时候，要求待测电阻不能接入其它电路（电源由欧姆表本身提供） 原理：欧姆表测电阻的原理是利用闭合电路欧姆定律：I=E / (R+r) ,其中R 为待测电阻，r 为欧姆表本身内阻。

由于I 与R 是线性关系，所以表盘的刻度不均匀。

并且R 越大，电流I 越小。

所以欧姆表最左边的电阻为无穷大（电流近似为零），而电流最大的时候（R=0时，电路中只有电源内阻，所以电流最大），外阻为0，所以零刻度线在最右边。

⑴使用前应看一下指针是否指在刻度盘左端的零刻线处。

如果不在，就应该进行机械调零：用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。

⑵根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。

12 3V51015读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。

（如测量20mA 左右的直流电流，应将选择开关对准左边100mA 量程处，在刻度盘上，应该看最下方的刻度，即满偏刻度为10的刻度线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。

）⑶欧姆表倍率的选择，如果已知待测电阻的大概阻值，将其除以欧姆表的中值电阻（即为欧姆表本身的内阻），根据结果选择倍率。

如图，中值电阻为15欧，如果待测电阻大概为2000欧，那么2000/15=133，选择×100的倍率。

如果事先不知道待测电阻的大概阻值，则先选最小的倍率，然后根据偏转的情况来合理选择。

（4）使用欧姆挡时，在选好倍率后，还必须进行欧姆调零。

方法是：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。

因此用多用电表的欧姆挡测电阻的操作步骤是：⑴选挡。

一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。

⑵进行欧姆调零。

⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。

⑷将指针示数乘以倍率，得测量值。

⑸将选择开关扳到OFF 或交流电压最高挡。

用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小（即指针所指的刻度值太大），应该增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度太大（即指针所指的刻度值太小），应该减小倍率重新调零后再测。

（5） 使用多用电表时，两只手只能握住表笔的绝缘棒部分，不能接触表笔上的金属部分。

（6） 欧姆表在改变倍率之后要重新进行调零。

例6. 多用电表表头的示意图如右。

在正确操作的情况下：⑴若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑵若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑶若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑷若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：___________，____________，____________。

⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到__________或者___________。

⑹无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从色_____表笔经______插孔流入电表。

解：⑴直流电压，12.4V 。

⑵直流电流，49mA 。

⑶电阻，17k Ω。

⑷该用×1k Ω倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值。

⑸OFF ，交流电压500V 档位置。

⑹红，正高中物理实验总复习——力学实验1.互成角度的两个共点力的合成（明白原理即可）⑴原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB 和一只弹簧秤拉橡皮条AB 的效果相同，这个效果就是指橡皮条的形变量（大小和方向）相同。

⑵在画力的图示时，必须有箭头、标度、刻度。

⑶实验往往有一定的偶然误差，只要用平行四边形定则求得的合力F 和一只弹簧秤的拉力F /的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。

例3. 橡皮筋的一端固定在A 点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N 、最小刻度为0.1N 的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。

当橡皮筋的活动端拉到O 点时，两根细绳相互垂直，如图所示。

这时弹簧测力计的读数可从图中读出。

⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_____N 和_____N 。

（只须读到0.1N ）⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。

解：⑴2.5N 和4.0N ⑵注意平行四边形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。

(N)3.测定匀变速直线运动的加速度（重点） 打点计时器的使用：高中所用的打点计时器分成电磁式打点计时器和电火花式打点计时器。

电磁式所接电压为~4—6 v 交流电源。

电火花式打点计时器所接电压为220V 交流电源。

1.打点计时器的打点周期：打点计时器的打点周期与所接电源的频率有关，T=1/f 。