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  4. 电能表的使用及其读数质量的测量,天平的使用长度的测量及刻度尺的使用

将下图中三种仪器的测最结果(数值及单位)填写在下表相应的空格中。

一、题文

将下图中三种仪器的测最结果(数值及单位)填写在下表相应的空格中。

考点提示:电能表的使用及其读数,质量的测量,天平的使用,长度的测量及刻度尺的使用

二、答案

三、考点梳理

知名教师分析,《将下图中三种仪器的测最结果(数值及单位)填写在下表相应的空格中。》这道题主要考你对 电能表的使用及其读数质量的测量,天平的使用长度的测量及刻度尺的使用 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:电能表的使用及其读数,质量的测量,天平的使用,长度的测量及刻度尺的使用

考点名称:电能表的使用及其读数
  • 概念:
    专门用来计量某一时间段电能累计值的仪表叫做电能表,俗称电度表。
  • 电能表:
    铭牌和意义“220V”是说这个电能表应该在220V的电路中使用;“10(20)A是说这个电能表的额定电流是10A,在短时间内电流允许大一些,但不能超过20A;“50Hz”是说这个电能表在50Hz 的交流电路中使用; “600Fevs/kW·h”是说接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转过600转
    读数方法电能表前后两次的示数之差就是用电器在对应的这段时间内消耗的电能
    种类除了目前使用较普遍的机械式电能表之外,常用的还有Ic卡电能表(读数是由液晶板显示的)
  • 利用电能表计算电功:
         根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功,或消耗的电能。在计算时通常有两种方法:
    (1)先根据每kw·h的转数求出表盘转一转所消耗的电能,再看表盘在一段时间内转了多少转,用上面两个数据相乘,所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能。
    (2)由于电能表的转盘的转数与电流做的功(或消耗的电能)成正比,因此可以先统一单位,然后列出比例式,再求解答案。

    例下课后王老师去关闭微机房的总电闸时,发现如图所示的电能表的转盘在缓慢地转动,他利用手表估测了一下,2min转盘转动了5转,那么2min内消耗了__J电能;经检查发现,原来机房内还有20 台型号相同的电脑显示器处于待机状态,则一台电脑显示器的待机功率约为__w。

    解析:2min内消耗的电能为,每台显示器的待机功率:
    答案:7.2×103  3

考点名称:质量的测量,天平的使用
  • 质量的测量工具:
    1.日常生活中常用的测质量工具,如图所示。


    2.实验室常用工具:托盘天平和学生天平,如图所示。
  • 天平的使用方法:
    在物理实验中,称量物体质量的工具是天平,为正确使用天平,需注意以下事项。
    1.使用天平前需知
    (1)了解天平的构造。天平由底盘、分度盘、横梁、平衡螺母、天平盘、标尺、游码、指针及砝码组成。
    (2)知道天乎的称量和感量。学生天平的最大称量一般为200克;感量一般为0.2克。

    2.天平的使用方法天平的使用方法可归纳为:放、移、调、称、读、收。
    将天平放在水平台上
    使用前将游码移至称量标尺左端的“0”刻线处
    调节横梁上的平衡螺母,使指针指在分度盘的中央刻线处,这时横梁平衡。凋节平衡螺母的方法可归结为“螺母反指针”,也就是当指针向右偏,应将横梁上的平衡螺母向左调,即螺母调的方向与指针偏转的方向相反
    称量时,把被测物体放在左盘,估计一下被测物体质量后,用镊子按“先大后小”的顺序向右盘中依次试加砝码,如果添加最小的砝码偏多,而取出这个最小的砝码又偏小,这时应取出最小的砝码,再调节游码在游码标尺上的位置,直到天平指针指在分度盘的中央刻线处.特别注意:被测物体和砝码的位置是“左物右码”
    右盘里砝码的总质量加上游码标尺上游码的示数值,就是被测物体的质量,即:m=m+m;游码的示数值以游码的左侧对齐格数为准;在使用天平时,若不小心按“左码右物”的方式放置,那么被测物体的质量应等于砝码质量之和减去游码在标尺上的示数值
    测量完毕,把被测物体取下,砝码放回盒中,游码拨回标尺零刻度线处,即“取下物体,砝码回盒,游码回零”

    3.天平的使用可用以下口诀记忆
    (1)天平先要放水平,游码左移要归零,旋转螺母针指中,左物右码要记清,砝码要用镊子取,湿、液要用容器称,先大后小移游码,渎数两码要相加。
    (2)测质量,用天平,先放平,再调平,游码左移零,螺母来调平,左物右码要记清,先大后小镊取码,平衡质量加游码。

    使用天平常见的问题
    1.游码未归零问题
        题型特征:游码未置于标尺左端的零刻度线处就将天平调节平衡了,而在称量的过程中又移动了游码的位置。游码在天平的使用过程中的作用相当于一个其数值可以变化的小砝码,只要游码位置不动,就没有起到小砝码的作用.因而物体的质量与游码位置无关。但当游码移动时,情况就发生了变化,在正常使用情况下,将游码向右移动,相当于在右盘中添加砝码;同理,若将游码向左移动,则相当于在左盘中添加砝码(或者相当于在右盘中减去砝码)。

    2.物码错位问题
        题型特征:称量时误将被测物体和砝码位置放反。正常情况下,物体(质量为m)放在天平左盘,砝码(质量为m)放在天平右盘,且游码(质量为m)是作为小砝码在使用的,所以有m=m即m=m+ m;若物码错位放置,则等式为m=m+m,即被测物体的质量m=m一m

    3.砝码不规范问题
        如果砝码磨损,其质量减小,用它来平衡与它示数相同的物体,必须向有移动游码,因此,读出的数值是砝码示数加上游码所对的刻度值,它比物体质量大。如果砝码上粘有其他物质,砝码的质量比它的实际质量大,称量时,导致游码向右移动较少,读出的数值比物体的实际质量小。

  • 天平使用时的几个为什么
    1.观察天平是否平衡。为什么要采用“摆动法”?
         答:无论是调节天平空载时的零点,还是称量过程中观察天平是否平衡,一般都采用横梁“摆动法”,这主要是为了克服天平的摆动惯性。尽管指针在分度盘上左有摆动的幅度会依次递减,但只要指针两边摆动的幅度基本相等,便可认为天平达到平衡。

    2.使用天平时为什么要强调物体必须放在左盘中,砝码放在右盘中?
         答:我们知道,空载时天平调平后,游码在标尺的最左端零刻度处;称量时,游码要向右移动。这时,游码所示的质量加上右盘中的砝码的质量,就等于被测物体的质量,即m物=m砝+m游。如果将物体放在右盘中,将砝码放在左盘中,游码所示的质量加上砝码的质量就不等于被测物体的质量,而是游码的质量加被测物体的质量等于砝码的质量,即m砝=m物+m游。因此,这样称量,按常规方法读数,结果会偏大(这时被测物体的质量应为m物=m砝-m游)。因此,使用天平测质量时,物体要放在左盘中,砝码要放在右盘中。

    3.为什么使用天平称物体的质量时,被测物体的质量不能超过它的称量? 
         答:每一种测量工具都有一个测量范围,天平也一样。天平的称量就是它所配备的所有砝码的质量再加上标尺上最大刻度值的质量。如果被测物体的质量超过了这个称量,显然天平不可能平衡,闪而测不出结果。其次,仔细观察天平横梁的支点,就会发现它是一个十分锋利的刀口。如果被测物体的质量超过了天平的称量,就会损伤刀口,使天平摆动不灵活,影响测量的准确性。因而使用天平时,不能测超过它称量的物体。用镊子加减砝码时要轻拿轻放,也是为了避免损伤刀口及其他部件。
考点名称:长度的测量及刻度尺的使用
  • 认识刻度尺
         要做到“三看”(如图):

    (1)看刻度尺的零刻线是否磨损。如已磨损应从其他清晰划线量起
    (2)看刻度尺的量程(测量范围)。原则上测长度要求一次测量,如果测量范围小于实际长度,势必要移动刻度尺测量若干次,这样会产生较大的误差。
    (3)看刻度尺的分度值。分度值反映了刻度尺的准确程度和测量结果的有效性。量程和分度值应从实际测量的要求出发进行选择。
  • 刻度尺使用方法:
    (1)会“选”,指刻度尺的选择,不同的刻度尺其精确程度不同,也就是分度值不同。测量对象不同,所需的精确程度也不同。例如:在安装门窗玻璃时进行的测量准确程度要求较高,要选用分度值为1mm的刻度尺,而测量教室的长和宽时,准确程度要求不高,长度较大,选用分度值是lcm且量程较大的卷尺较合适。

    (2)会“放”。如图所示.尺要沿着所测的物体,不利用磨损的零刻线。所谓沿着,一是指放正不歪斜;二是指要尽可能地贴近被测长度。零刻线磨损的应以其他某一刻线为零点,读数时要注意减去“零点”前的数字:

    (3)会“看”。如图所示,读数时,视线要与尺面垂直,不要斜视。

    (4)会“读”。精确的测量需要估渎,指在读数时,除准确读出分度值的数字(准确值)外,还要估读到分度值的下一位(估计值)。如25.38cm中, 25.3cm是准确值,0.08cm是估计值,虽然估读的并不准确,但它对我们还是有用的,它表示该物体的长度在 25.3~25.4cm之间而更接近于25.4cm。

    (5)会 “记”。记录测量结果时,除了正确无误地记下所读出的数字外,还要标明单位,只写了数字未标明单位的记录是没有意义的。
  • 选用合适刻度尺和正确记录数据的方法:
         长度测量的精确程度是由刻度尺的分度值决定的。所以,根据所要达到的精确度,要选择分度值和量程都合适的直尺、皮卷尺等刻度尺,如:测量课本的长度,用分度值为1mm、量程为30cm的塑料直尺即可。用精确度很高的刻度尺去测量一个精确度要求不是很高的物体,如用游标卡尺或螺旋测微器去测量课桌的长度,增加了测量的麻烦,也是不可取的。测量时要尽量选择量程大于所测物体长度的刻度尺,这样可避免多次测量的累加,提高测量精确度。

         正确读数和记录数据是做好测量的关键。读数时,应弄清各大小刻度值的意义(即标有数字的主刻度的单位及分度值的单位)。如图所示,每一大格为1cm,每一小格为1mm。读数时,还要注意被测物体的始端是否与刻度尺的零刻线对齐,若没有对齐,要将所读数值减去这一刻度的刻度值。

    减小测量误差的方法:
         测物体长度时,测量误差要尽量减小,减小误差的措施有两条:一是采用较准确的刻度尺,采用科学、准确的测量方法测量;二是多次测量求其平均值。在计算平均值时,应先计算列估读值的下一位,然后再对该数进行四舍五入,最后的记录结果一定要和每次测量的记录值的精确度相同。

    判断刻度尺分度值的方法
    1.对位法
         这种方法是根据测量值所带的单位,将测量值的每个数位与长度单位一一对应。其步骤是:①先看所给测量结果的“标称单位”;②再从小数点的前一位开始,由标称单位逐级缩小单位,并同时在各个数位上标出对应的单位,直到小数点后的倒数第二位为止;③最后看标出的最后一级的单位(即倒数第二位数字所对应的单位)是什么,此刻度尺的分度值就是什么。

    2.移位法
         这种方法是将测量结果换算成小数点后只有一位数字的形式,此时换算所得的单位就是刻度尺的分度值。如测量值为40mm,移位后为4.0cm,则测量该值所用刻度尺的分度值就是1cm。

    3.数位法
          这种方法是根据测量时记录测量结果所带的单位与刻度尺的分度值的关系,通过数小数位来确定刻度尺的分度值.如果测量值的单位是m,小数位只有1 位,测量时刻度尺的分度值就是1m;如小数位有两位,刻度尺的分度值就是1dm;如小数位有3位,刻度尺的分度值就是lcm;如小数位有4位,刻度尺的分度值就是1mm;如小数位有5位,刻度尺的分度值就是 0.1mm。上题中的记录值是以1m为单位,小数位有4 位,测量该值时所用刻度尺的分度值就是1mm。如果测量值是以dm、cm、mm为单位记录的,数位方法以此类推。在测量值无小数位的情况下,测量时刻度尺的分度值要比测量值所带的单位大一级。

  • 机械运动知识梳理:
  • 长度测量的特殊方法:
        长度测量中常常遇到一些不好直接测量的问题。例如:怎样用刻度尺测量一张纸的厚度?细铜丝的直径?乒乓球的直径?圆锥的高?某段曲线的长度?这些就分别用到“累积”、“曲直互化”、“平移”、“公式法” 等特殊办法和技巧.
    积累法把若于个相同的微小量“累积”起来,变得可直接测量,将测出的总量除以累积的个数,便得到微小量,这种方法叫“累积法”。这种方法用于长度测量就是把多个相同的微小长度的物体叠放在一起,测出叠收后的总长度,用总长度除以叠放物体的个数,得到单个物体的微小长度例如,要测一张纸的厚度,我们可以先用毫米刻度尺测出课本正文(除去封面)的总厚度.利用页数确定纸的张数,用总厚度除以张数算出一张纸的平均厚度。再如,要测细铜丝的直径,可以把细铜丝在圆铅笔上紧密排绕若干圈,测出这线圈的总长度.用线圈的总长度除以线圈的圈数,便可得到铜丝的直径
    曲直互化法借助于一些辅助器材(例如不易拉长的软线、嘲规、硬币、滚轮)把不能直接测量的曲线变为直线,再用刻度尺测量,这就是“化曲为直法”。譬如:要测某段曲线长,可用不易被拉长的软线,先使它与待测曲线完全重合,并在始末端做上记号,然后把软线拉直,用划度尺测出始末端记号间的长度即为曲线的长度。例如地图上某段公路线的长度
    用已知周长的滚轮在较长的曲线上滚动,记下滚过的圈数,再用滚过的圈数乘以轮子的周长,就得到曲线的长度汽车、摩托车上的里程表。就是根据这一原理制作的还可将圆规两脚分开(分开的距离视曲线弯曲程度而定,越弯曲,间距就越小些),再用圆规两脚连续分割曲线,记下分割的总段数,测出圆规两脚间的距离,此距离乘以两脚在曲线上连续画出的总段数这便是曲线的大约长度
    用自行车测一段马路的长时,可先测出车轮的周长,再推出自行车通过这段马路,并数出车轮转的圈数,则圈数乘以周长即得这段马路的长。这就是“化直为曲法”
    平移法(等量替代法)借助于一些简单的辅助器材(如三角板、直尺)把不可直接测量的长度“平移”到刻度尺上,从而可直接测出该长度,这种方法叫“平移”法。例如借助于三角板、直尺便可测出硬币、乒乓球的直径,圆锥体的高
    公式法测圆的周长时,可先测出圆的直径,再利用公式求出周长。像这样先测出相关量,再利用公式求出被测量量的方法叫“公式法”再如测长方体体积也用此法
    化暗为明法有些待测物体,不是明显地露在外面,而是隐含在物体的内部,刻度尺不能直接测量,如玻璃管的内径、工件的裂缝等,可以选择大小合适的钢针插入孔内,在管口处给钢针做上记号,然后再测钢针记号处的直径即可(常用千分尺测量)。如下图所示

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