浅谈高中物理的实验课及实验仪器

浅谈高中物理的实验课及实验仪器

马占江

甘肃省临夏州康乐中学731500

实验教学是物理这门学科的教学基础，也是能够全面展开学生素质教育的一个重要有效的手段。在高中物理教学大纲中，不乏安排一些规定的实验课程，让学生能够在进行物理实验的过程中达到综合素质的全面发展，既能动手又能动脑。物理实验仪器的使用和读数，是高中物理实验的重要内容。对考纲规定的14种仪器（有的省市是13种），到底如何读数，教材、大纲并没有统一的论述，各类教辅资料也未见详细说明。现把有关问题作如下讨论，敬请同行斧正：

一、仪器分类

在讨论仪器读数时，高中物理实验仪器可分为以下三类：

第一类，不读数的3种——打点计时器、滑动变阻器、示波器。

第二类，读而不估的3种——游标卡尺、秒表、电阻箱。

第三类，应读应估的8种——刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表。

二、估读方法

1.凡最小分度值“是1”的，除有规定不估读外，一律按最小分度值的“1/10或2/10……或9/10”估读到最小分度的下一位。如毫米刻度尺最小分度值为1mm，应估读到毫米的下一位，即毫米的十分位。

2.最小分度值“非1”的仪器，如何估读，未见统一意见。如学生用双量程电流表0～0.6A挡，最小分度值为0.02A,学生用双量程电压表0～15V挡最小分度值为0.5V，这里的“2”、“5”均“非1”。这类仪器如何估读，目前尚无统一意见。笔者综合各种实验理论书籍和流行教辅资料，可归纳为以下三种：（1）仍按最小分度值的1/10、2/10……9/10估读到最小分度值的下一位；（2）按最小分度值的倒数估读到最小分度值的同一位；（3）按“四舍五入”的思想估读。

据笔者统计，高中物理涉及到的需要读数的仪器，除多用表欧姆挡最小分度值难以确定外，其余仪器最小分度值都是“1”、“2”或“5”。最小分度值是“1”的仪器，最小分度值以下的读数就按照最小分度值的“1/10或2/10……或9/10”估读到最小分度值的下一位。最小分度值是“2”的仪器，最小分度值以下的读数就按照最小分度值的“1/2”估读到最小分度值的同一位。最小分度值是“5”的仪器，最小分度值以下的读数就按照最小分度值的“1/5或2/5或3/5或4/5”估读到最小分度值的同一位。但高考命题仅出现指在某刻度的情况，而不出现指到某两刻度之间的情况。可直接用刻度数乘以准确度作为读数，也可以在后面再添一个零。

三、注意事项

1.看清仪器的测量范围，即量程。

2.弄清仪器的最小分度值，即精确度。

3.要特别注意有些仪器测量前要先进行调节，然后再进行测量读数。

四、四种仪器的读数

1.游标卡尺

游标卡尺读数前首先要看清游标尺是“10分度”、“20分度”，还是“50分度”，它们对应的最小分度值分别为0.9mm、0.95mm、0.98mm；对应的准确度分别为0.1mm、0.05mm、0.02mm，不估读。具体有两种读法。（1）前读法：在游标尺的0刻度线左侧的主尺上读整毫米数（m），再看游标尺的第几条刻线（n）跟主尺的某条刻线对得最齐，其读数L(毫米)=m+n×该游标卡尺的准确度。（2）后读法：若游标尺的第n条刻线跟主尺的第m条毫米刻线对得最齐，其读数L（毫米）=m–n×该游标尺每等份长度。

2.螺旋测微器

先在可动刻度的基准线左侧的固定刻度上读整毫米数和半毫米数，再看固定刻度的基准线跟可动刻度的第几条刻线对齐，就用“几”乘以螺旋测微器的准确度0.01mm，然后再把两部分加起来，即为读数。如图所示，可动刻度的基准线左侧的固定刻度上读6.000毫米（6毫米刻线后面的半毫米刻线没有露出来），固定刻度的基准线指在可动刻度的第12和13条刻线之间，估读为12.1，故读数为L=6.000mm+12.1×0.01mm=6.121mm。

3.秒表

首先要注意短针转一周是15分,长针转一周是30秒，最小分度即准确度为0.1s，不估读。读法（1）：先在短针的小刻度盘上读整分钟和半分钟数(t)，然后在长针的大刻度盘上通过“小于30”的数字（秒表实物上是黑色数字）读半分钟以下的读数(t)，最后把两部分读数加起来即为读数(t=t+t)。读法（2）：先在短针的小刻度盘上读整分钟数(t)，并观察短针指在两分钟数字之间是否超过一半，若超过一半，然后在长针的大刻度盘上通过“大于30”的数字（秒表实物上是红色数字）读整分钟以下的读数(t)，若未超过一半，就在长针的大刻度盘上通过“小于30”的数字（秒表实物上是黑色数字）读整分钟以下的读数(t)，最后把两部分读数加起来即为读数(t=t+t)。

4.天平

先读右盘中砝码的读数，再读游码的读数，然后把二者加起来。如图所示，为某次用中学物理实验室J-EG-T200型托盘天平（最大称量200克，最小称量0.2克，即准确度0.2克）称量一个物体质量的示意图。若右盘砝码为20克，图右为标尺和游码位置的放大图。则这个物体的质量为m=20g+11×0.2克=22.2克，也可记作m=22.20克。

5.方格读数

与仪器读数规则完全相同。如图所示，我们来读出P点的坐标。这是用实验室学生用0～0.6A电流表和0～3V电压表所测得的数据点。横轴每小格代表0.02A,P点在横轴的第26格上，故横坐标可读为I=26×0.02A=0.52A，或记作I=0.520A。纵轴每小格代表0.1V，应估度到0.01V，而P点在纵轴的第26格上，故纵坐标读为U=26×0.1V，应记作U=2.60V.因此P点的坐标为：P（0.52A，2.60V）或P（0.520A，2.60V）.

如果在平时的实验教学和高考复习教学中，加强仪器读数的训练，对深入理解有效数字理论，提高物理实验复习效果并进而提高物理高考成绩都有重要作用。