剖析高中物理常用估读方法

马倩 白浪

摘要：在高考理综试卷中，高考物理实验题部分经常会考察学生对于常用测量仪器的读数能力，而学生往往由于对实验仪器的原理结构不清和对于读数方法的混淆，导致读数问题掌握不到位，在读数上经常搞不懂什么时候需要估读什么时候不需要估读，估读时又该如何估读等，导致高中生在这部分非常容易丢分。在本文中，笔者将根据常用测量仪器的测量原理和目前比较通用的读数方法对于该问题做以简单的介绍、归纳和总结，希望能给高中生在解决实验读数问题上提供一些帮助。

关键词：估读;原理;方法

中图分类号：A 文献标识码：A 文章编号：（2021）-35-471

在中学物理学习的过程中，中学生接触到的测量仪器种类比较繁多，但是由于这些仪器的内部构造不同导致部分仪器在使用时需要估读，有的却不需要估读，因此可以根据这些仪器是否需要进行估读进行简单的分类。在不需要估读的仪器中，这些仪器由于其内部结构的特殊构造，致使其在测量时指针只能停留在在刻度线上，无法介于两个刻度线之间，故这些仪器不需要估读。在需要进行估读的仪器中，他们的指针能位于两刻度线之间，在对他们使用时必须要进行估读，为了减小误差，不同的分度值采取了不同的估读方法，其中一些需要估读到最小分度值的下一位，一些需要估读到最小分度值的本位。正是因为读数方法的多样性，导致了学生在读数问题上得不到统一的规律，容易出现读数不标准的现象。为使学生在使用仪器时能更加快速准确的读数，笔者从中学生读数时所存在的问题和估读数据的目的和原理出发，就常用仪器读数方法做以下简要分析。

1.中学生在估读时存在的问题

在初中物理中，學生常常在估读数据时采取的都是估读到最小分度值的下一位的方法，到了高中学生便容易将这种保留有效数字至仪器最小分度值的下一位”作为一条“公理”来使用。由于这种错误的认知，导致学生在高中物理实验中估读数据时，常常感到无所适从，有些情况学生发现老师会采取估读到最小分度值的下一位，如图1所示，使用最小分度是0.1cm的刻度尺测量物体长度时，根据“公理”的方法，那么最终图1中刻度尺的读数是3.00cm，且这一结果也是正确的。但在图2测量电路中的电流时，根据这一“公理”去读数得出的结果是0.142A，而这个结果是错误的，正确的结果是0.14A。为什么有的时候按照这一“公理”读出的数据是正确的，有的时候却是错误的呢，针对这一问题，笔者尝试从估读的目的和原因出发仔细分析了图2中两组读数的区别明确了以下几点：

2.估读的目的和原理

首先，笔者通过对比发现，需要估读的仪器共同的特点就是它们的指针能在两个最小的刻度之间发生停留，如电流表、刻度尺等，这就意味着两最小刻度之间也包含着部分数据需要在读数中体现出来。而不需要估读的仪器是因为它的指针无法在两最小刻度之间发生停留，如机械秒表、电阻箱等，由于内部特殊的齿轮结构，它们的指针不会在两最小刻度之间发生停留。

其次，笔者明确了在使用仪器测量时，估读的目的是为了使读出的数据更加接近真实值，而不是为了使读出的数据有效数字个数加长。结合以上两点，笔者对图2中的读数进行仔细分析发现，错误的读数在进行估读时，0.14A是估读出来的数据（因为0.14A—0.16A之间并没有刻度，学生在读数时就会出现0.14、0.15、0.16这三个数据的选择，无论选择哪一个，这里的0.04、0.05、0.06都将被认为是估读出来的），0.002A也是估读出来的数据，因此在读数时利用“公理”对图2表盘读数时出现了两位估读数据。估读值本身就是一个不可靠的数据，第一位数字就不可靠，如果再估读第二位它将更不可靠。所以第二位的估读将毫无意义。因此我们只需要保留一位估读数字即可，由于电流表0—0.6A的最小分度值为0.02A，我们只需要根据个人观察结果在0.14、0.15、0.16之中挑出一个数值作为我们最终的读数即可。

通过以上分析，笔者将中学阶段常见的几类估读仪器进行简单的分类。按照测量仪器最小分度值的不同可分为1/2、1/5、1/10估读法。

3.中学阶段常用的估读方法介绍

对于最小分度是“2，0.2，0.02……”一类仪器按1/2估读法进行估读，其中1/2的意思就是把最小分度值平均分成两份，估读几份就取几份，比如：图2中电流表0—0.6A 挡，最小分度值为0.02A，读数的时候准确值取为0.14A，然后把最后一小格的0.02A平均分两份，每份0.01A，估读时读上0份（1/2估读法在估读时，采取过半读半，不过半不读的原则）最终的读数为0.14A。通过这样的读数方法在读数时就完成了估读的目的并且保证了估读存在的意义。

对于最小分度是“5，0.5，0.05……”一类仪器按1/5估读法进行估读，其中1/5的意思就是把最小分度值平均分成五份，同样的还是估读几份就取几份，比如图3中电压表0—15V挡，最小分度值为0.5V，读数的时候准确值取为9V，然后把最后一格的0.5V平均分成5份，每份0.1V，估读上3份或者4份，那么最终的读数就是9.3V或者9.4V。

最小分度是“1，0.1，0.01……”的一类仪器按1/10估读法进行估读，原理同上。

小结

对于中学物理常用仪器的读数，必须要根据仪器的原理和特点先来确定该种仪器是否需要估读数据，确定需要估读数据后，再根据刻度盘的最小分度值来确定所要采取的读数方法，从而得到与真实值最接近的测量值。