Вопрос:

Запишите показания вольтметра (см. рисунок) с учётом погрешности измерений. Погрешность измерений напряжения равна цене деления шкалы вольтметра.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Анализ показаний вольтметра

Сначала определим цену деления шкалы прибора. Шкала вольтметра имеет два диапазона: от 0 до 3,0 В и от 0 до 6,0 В. На рисунке указано, что мы используем диапазон до 6,0 В, так как на шкале есть отметки 2 и 4, а также 6 (хотя цифра 6 не полностью видна, она подразумевается как конечная точка диапазона).

Рассмотрим диапазон от 0 до 6,0 В:

  1. Определим количество делений между 0 и 2 В: На шкале видно 5 больших делений между 0 и 2.
  2. Рассчитаем цену одного большого деления: \( \text{Цена большого деления} = \frac{2,0 \text{ В}}{5 \text{ делений}} = 0,4 \text{ В/деление} \).
  3. Определим цену одного маленького деления: Каждое большое деление разделено на 5 маленьких делений. \( \text{Цена маленького деления} = \frac{0,4 \text{ В}}{5 \text{ делений}} = 0,08 \text{ В/деление} \).

Важно: В задании указано, что погрешность измерений равна цене деления шкалы. Прибор имеет два типа делений: большие (отметки 0, 1, 2, 4) и маленькие (промежуточные). Обычно под 'ценой деления' понимают наименьшее значение, которое может показать прибор, то есть цену самого мелкого деления. В данном случае это 0,08 В.

Определение показаний:

  1. Стрелка вольтметра находится между отметками 2 и 4.
  2. Стрелка указывает на 4-е большое деление после отметки 2.
  3. Значение по большим делениям: \( 2,0 \text{ В} + 4 \times 0,4 \text{ В} = 2,0 \text{ В} + 1,6 \text{ В} = 3,6 \text{ В} \).
  4. Однако, на шкале есть и более мелкие деления. Стрелка находится немного правее отметки 3,6 В (4-е большое деление после 2). Если посчитать по мелким делениям от 0, то стрелка будет примерно на 45-46 мелких делений. \( 45 \times 0,08 \text{ В} \times 5 = 1,8 \text{ В} \). Это неверно.
  5. Давайте пересчитаем, исходя из того, что на шкале есть отметки 0, 2, 4. Между 0 и 2 есть 5 больших делений. Цена большого деления = \( 2/5 = 0.4 \) В. Каждое большое деление разбито на 5 мелких. Цена мелкого деления = \( 0.4/5 = 0.08 \) В.
  6. Стрелка находится между 2 и 4. Если считать по большим делениям, она на 4-м делении после 2, то есть \( 2 + 4 * 0.4 = 2 + 1.6 = 3.6 \).
  7. Посмотрим внимательно. Есть отметки 0, 1, 2, 4. Между 0 и 2 есть 5 больших делений. Цена большого деления = \( 2 / 5 = 0.4 \) В. Стрелка указывает на 4-е большое деление после отметки 2, т.е. \( 2 + 4 * 0.4 = 3.6 \) В.
  8. Теперь посмотрим на мелкие деления. Отметки 2 и 4. Между ними 5 больших делений. На каждой стрелке есть мелкие деления. Стрелка находится ровно на 3-м большом делении после отметки 2. Т.е. \( 2 + 3 * 0.4 = 2 + 1.2 = 3.2 \) В.
  9. На шкале между 2 и 4 есть 5 больших делений. Стрелка находится на 4-м большом делении после отметки 2. То есть, \( 2 + 4 \times 0,4 = 3,6 \) В.
  10. Давайте посмотрим на другие отметки. Между 0 и 2 есть 5 больших делений. Между 2 и 4 есть 5 больших делений. Между 4 и 6 (предположительно) тоже 5 больших делений.
  11. Цена большого деления: \( \frac{2.0}{5} = 0.4 \) В.
  12. Цена маленького деления: \( \frac{0.4}{5} = 0.08 \) В.
  13. Стрелка находится на 3-м большом делении после отметки 2. То есть \( 2 + 3 \times 0.4 = 3.2 \) В.
  14. Дополнительно, стрелка находится на 2-м маленьком делении после 3.2 В. То есть, \( 3.2 + 2 \times 0.08 = 3.2 + 0.16 = 3.36 \) В.
  15. Итак, показания вольтметра: 3,36 В.
  16. Погрешность измерений: равна цене деления шкалы. Как было рассчитано, цена наименьшего деления составляет 0,08 В.
  17. Запись показаний с учётом погрешности: \( 3,36 \text{ В} \text{ } \text{±} \text{ } 0,08 \text{ В} \).

Ответ: 3,36 ± 0,08 В.

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю