测量仪器的正确使用和读数是中学物理实验的基本要求,因此几乎成了每年高考必考的内容。笔者在教学中发现,绝大多数学生,甚至有的老师对电流表、电压表的读数都是错误的,这应当引起我们的足够重视。虽然在初中已经学习了电压表和电流表的使用,但那时没有考虑估读问题。下面,就从电表刻度设置原理上理解它们的读数及有效数字的确定。
　　物理实验中经常会涉及测量仪器的读数和有效数字的知识,什么是有效数字呢?我们把测量中能够直接读出的数字加上有可能估读出的数字统称为测量结果的有效数字,前者称为可靠数字,后者称为不可靠数字。在直接测量中读出的测量值的有效数字的最后一位要与读数误差所在的一位取齐,因而测量仪器读数规则为:测量误差出现在哪一位,读数就应相应读到哪一位。
　　实验室常用指针式电流表有0.6A和3A两个量程,指针式电压表有3V和15V两个量程。我们平时所见的学生用指针式电表,一般精度等级为2.5级,即读数的最大误差不应超过满刻度的±2.5%。若使用0～0.6A量程的电流表,其最大误差为0.6×2.5%A=0.015A,误差出现在百分位,只读到安培的百分位,而此时最小刻度为0.02A,可估读半个刻度到0.01A,不足半小格的估读为0.01A,超过半小格的估读为0.02A,以安培为单位读数时,小数点后面有两位数字,百分位上的数字可能为0、1、2……9,估读到千分位则是毫无意义的;若使用0～3A量程的电流表,其最大误差为3×2.5%A=0.075A,误差出现在百分位,此时电流表最小刻度是0.1A,因此可估读到百分位即0.01A。若使用0~3V电压表,情况与0～3A电流表相同;若使用0～15V量程,其最大误差为l5×2.5%V=0.375V,误差出现在十分位,此时电压表最小刻度值为0.5V,因此可估读到0.1V。对于量程为0.6A的电流表和量程为l5V的电压表,读数时容易出错,我们应特别注意。
　　在中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置。对于常用的仪器可按下述方法读数:
　　1.最小分度是“1”的仪器,测量误差出现在下一位,下一位按十分之一估读。如最小刻度是1mm的刻度尺,测量误差出现在毫米的十分位上,估读到十分之几毫米。这类仪器常用的有毫米刻度尺、温度计、弹簧秤、螺旋测微器、0~3A电流表和0~3V电压表等。
　　2.最小分度是“2”或“5”的仪器,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。如学生用的电流表0.6A量程,最小分度为0.02A,误差出现在安培的百分位,学生用的电压表为15V量程,最小分度为0.5V,测量误差出现在伏特的十分位上,只估读到伏特的十分位,估读五分之几小格,以伏特为单位读数时,十分位上的数字可能为0、1、2……9。举例如下,如图1所示为电流表0.6A挡,其读数为0.14A+0.01A=0.15A,因为指针没有过半刻度,只能读为半格;而图2中为电流表0.6A挡,其读数却应为0.10A+0.02A=0.12A,因为指针已过半刻度,应估读为一格。
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　　由以上可知,测量仪器的读数是十分讲究的,因此在读数过程中应慎之又慎。