運用半格估讀法解決電表讀數問題

根據現行教學大綱和高考物理考試說明的要求，目前高中物理涉及兩種電表讀數問題，一是學生用電流表和電壓表的讀數問題，二是多用電表的讀數問題。由于電表的讀數結果只能是唯一的(除了末位估計值允許有誤差)，無論采用哪種方法讀數結果必須相同。準確進行讀數要遵循以下原則是。

1.讀數末位應該有一位估計值，但不能一次讀數有兩位估計值。因為第一位已經是估計的了，雖然有效但不可靠，再估計下一位就毫無意義了。這跟我們使用最小刻度是毫米的刻度尺道理是一樣的。

2.要按有效數字規(guī)律讀數，所有讀數小數點后的有效數字應對齊。

根據以上這兩個原則，我們遇到的讀數問題并不難解決，難的只是當指針恰好指在整數位上時，小數點后到底該有幾個“0”，這里介紹一種方法叫做“半格估讀法”，即當指在整數位上時，將指針向左或向右移過半格，根據移過半格的讀數和有效數字應對齊的原則就可以確定讀數是幾位了。

例1:按照有效數字規(guī)則讀出下列電表的測量值:電流表接0—0.6A量程時讀數為_______A;接0—3A量程時讀數為?________A;電壓表接0—3V量程時讀數為_____V;接0—15V量程時讀數為_________V。

分析與解:本題的正確答案分別為0.16A，0.80A，2.15V，10.8V。這里要解決幾個疑問:(1)為什么接0—3A量程時讀數為0.80A而不是0.8A?(2)為什么接0—15V量程時讀數只有一位小數?

(1)將電流表指針從此位置向右移過半格，其讀數在0.8—0.9之間，為0.85A，考慮到有效數字應對齊的原則，小數點后應該有兩位，故為0.80A。若指針在整數“1”上，應讀作1.00A。

(2)接0—15V量程時，指針的位置在10.5—11之間，不少人會讀成10.75V，其實這里“7”已經是估計值，再向后估計一位“5”是錯誤的。另外，目前中學物理實驗室多數使用2.5級J0407型或J0408型電流表和電壓表，即其最大的絕對誤差不超過量程的2.5%。由此可知量程為15V的電壓表其最大誤差為15V×2.5%=0.375V，誤差已出現在十分位上。而其他三種量程的誤差通過計算可知應出現在百分位上。

小結:學生用電流表和電壓表的讀數問題，電流表接0—0.6A、0—3A、電壓表接0—3V量程時讀數的小數點后應該有兩位，而電壓表接0—15V量程時讀數的小數點后只有一位。

例2:某同學使用多用電表直流電流100mA檔來測電流，示數如圖所示(右圖為指針所在區(qū)域部分的放大圖)，讀數為_________A;若使用直流電壓2.5V檔，讀數為_______V;若使用直流電壓50V檔，讀數為________V;若使用倍率為×100的歐姆檔，讀數為________Ω。

分析與解:本題的正確答案分別為0.72A;1.80V;36.0V;6.1×102Ω。這里同樣有幾個疑問要解決:(1)不同的電壓、電流檔怎樣選擇量程?(2)小數點后的“0”是如何確定的?⑶測電阻時讀數為什么是6.1×102Ω而非610Ω?

(1)多用電表的刻度盤看似比較復雜，仔細觀察一下，我們主要用兩種刻線，最上方的是歐姆檔刻線，其刻度是不均勻的;中間的是電流、電壓刻線，是均勻的，它標有三種量程250、50、10，具體用哪種量程要看選擇了電流、電壓的哪個檔，這跟電流表有兩個量程道理是一樣的，只是多一個量程而已。比如電壓有2.5、10、50、250、500V檔，電流有0.5、1、10、100mA檔，如電壓選取500V檔，量程用50，最后讀數乘以10即可;最下方的是交流電壓2.5伏量程，其刻度也是不均勻的(一般用不到)。

(2)用100mA檔測電流時，選擇量程為“10”，最后再讀數乘以10，將指針向右移過半格，讀數在72—74之間，為73，即0.73A，有效數字對齊，可知0.72后不需要加“0”;用2.5V檔測電壓時，讀數為180，將指針向右移過半格，讀數在180—185之間，為183，即1.83V，小數點后應有兩位，故答案為1.80V;用50V檔測電壓時，讀數為36，將指針向右移過半格，讀數在36—37之間，為36.5V，小數點后有一位，確定最后讀數應為36.0V。

(3)測電阻時，只估讀一位，即6.1，乘以倍率100即可，若寫成610就估計了兩位。

小結:多用電表的讀數問題應根據所測量的物理量選擇相應的量程:用“250”量程時，有效數字最多三位;用“50”量程時，有效數字最多三位;用“10”量程時，有效數字最多兩位(這里的“最多”出現在指針向右偏角較大時)，最后用科學計數法表示測量結果。