高中物理实验仪器的使用.doc

- --- 第一节：仪器的使用 误差与有效数字 1、 误差： 测量的数值与真实值的差异称为误差。误差分系统误差和偶然误差两种。系统误 差是指仪器本身不精确或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的。 它使测量值要么都 偏大要么都偏小。比如在安培表内接法测电阻时，测量值总是比真实值大，这就是实验 原理不完善而产生的。而偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被侧量物的 影响而产生的，它有时偏大有时偏小，而且偏大和偏小的概率是相同的，我们可以多进 行测量几次取平均值来解决这类问题。 2、 有效数字： 用毫米刻度尺量书本时，量得长度为 184.2 mm ，最末一位字 2 是估计出 来的，是不可靠数字，但仍然有意义，仍要写出来。这种带有一位不可靠数字的近似数 字，叫做有效数字。有效数字中，数 2.7 、 2.70 、 2.700 的含义是不同的，它们分别代 表二位、三位、四位有效数字，数 2.7 表示最末一位数这 7 是不可靠的，而数 2.70 和 2.700 则表示最末一位数字 0 是不可靠的，因此，小数最后的 0 是有意义的，不能随便 舍去或添加。但是，小数的第一个非零数字前面的零是用来表示小数点位置的，不是有 效数字，例如， 0.92 、0.085 、 0.0063 都是两位有效数字，大的数目，如 36500Kｍ，如果是三位有效数字，就写成 3.65 × 104Kｍ。在物理实验中有估读要求的仪器（如螺旋测 微器）一定要有估读。实际计算时取二到三位有效数字即可。注意在平时的估算题中， 了解有效数字的计算规则是有好处的：它们是（ 1）有效数字与别的数相加减、相乘除，所得的结果是不可靠的（ 2）计算结果只能保留一位不可靠数字， 常用仪器的使用 1、 要估读的仪器 中学阶段对仪器的估读，一般来讲，就是把最小刻度十等分，对于最小刻度是以 1 结尾的， 应估读到最小刻度的 1／ 10 位，比如米尺的最小刻度是 1mm ，就要估读到 0.1 mm 。对于最 小刻度是以 2、5 等数字结尾的，方法较杂，可以把最小刻度十等分，观察指针指在第几等 分，就是第几等分乘上最小刻度的 1／10，不过最后数字肯定是 2 或 5 的倍数；不过也有就 估读到最小刻度这一位上的。 我认为为防止出错， 同学们可以统一使用把最小刻度十等分这 种方法。 常用仪器中要估读的仪器有刻度尺、 螺旋测微器、 天平、弹簧秤、 温度表、 电流表、 电压表、多用电表。 （1） 螺旋测微器： 螺旋测微器 (又叫千分尺 )是比游标卡尺更精密的测长度的工 具．用它测长度可以准确到 0.01 毫米．这是因为测微螺杆前进或后退 0.5 毫米．可 动刻度正好转一周，而一周分成 50 等分，每一等分表示 0.01 毫米，所以能精 确到 0.01 毫米，但要估计到毫米的千分位。在使用时，在测微螺杆快靠近被测 物体时，应停止使用旋钮，改用微调旋钮．这样就不致在测微螺杆和被测物体 间产生过大的压力， 既可以使测量结果精确， 又可以保 护螺旋测微器． 螺旋测微器读数时先读固定部分露出的 部分，这部分与一般刻度尺差不多， 但多了个半毫米的 刻度，再读可动的螺旋部分的刻度，要估计一位， 并乘 上 0.01ｍｍ，二者相加就行。 左图螺旋测微器的读数为 0.5ｍｍ＋ 40.0× 0.01ｍｍ＝ 0.900ｍｍ 2） 电压表与电流表： 这是分别用来测电压和电流的仪器，电流表常用的量程有 0.6A 和 3A 两个量程， 而电压表常用的量程有 3V 和 15V 两种量程。 当然选择量程要考虑安全性与准确 性相结合的原则，不是量程越大越好。如果实验过程中指针所指的最大位置不 到三分之一，说明量程选的太大了。比如一个用电器得到的最大电压是 4V，那 么我们应选用 3V 量程的档位， 也许有同学认为不安全了， 其实电路中有滑动变 阻器的保护不会损坏电表的，这样的话测量电压就准确多了。另处电压表和电 流表都有电阻的，必要时我们可以把它们看成是一个能知道自己电压或电流的 的电阻而已。若电表的内阻知道了，电表还可以反串使用，即电压表可以知道 流过自已的电流，而电流表可以知加在自已上面的电压。使用时外部的电源正 极要接电表的“＋”极，外部电源的负极要接电表的“－”极。读数要参考有 效数字的要求，如上图电压表（ 3V 档）读数为 2.50V 或 2.51V，而电流表（ 0.6A 档）的读数为 0.320A（如果向右再偏一点可读 0.322 不可读作 0.321）或 0.32A。 （3） 多用电表： 它一般可测交流电压（用符号“～”表示） ，、直流电压、直流电 流（用符号“—”表示）和电阻四样，它的电阻刻度是不均匀的，而且左边是最大的，右边是 0，这与电流和电压表的标法相反。测量前，应先检查表针是否停在左端的“ 0