第16讲 “两尺两表”的读数-2024年新高二物理暑假预习讲义（人教版2019必修第三册）

第16讲　“两尺两表”的读数 学习目标　 1.了解游标卡尺和螺旋测微器的测量原理、读数规则和使用方法。 2.掌握电流表和电压表的使用方法和读数规则。 3.提升测量工具的选择和使用能力、数据的读取能力。 实验基础 一、游标卡尺的测量原理 1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺(如图所示)。 2.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。 3.原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表： 刻度格数 (分度) 刻度 总长度 1 mm与每 小格的差值 精度 (可精确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 二、螺旋测微器的测量原理 1.构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。 2.原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即粗调旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 实验探究 探究一　游标卡尺的读数 1.读数规则：读数＝主尺读数＋游标尺读数＝主尺读数＋n×精度。 2.游标卡尺的使用及注意事项 (1)用游标卡尺测量零件时，右手拿主尺，大拇指移动游标尺，左手拿待测物体，当其与测量爪相贴时，即可锁定螺钉，读取数据。 (2)游标卡尺是比较精密的测量工具，要轻拿轻放，不得碰撞或跌落地上。 (3)用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个测量爪刚好接触零件表面。 (4)游标卡尺读数时不需要估读。 例1 图甲为一游标卡尺的结构示意图。当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(选填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙表示，该钢笔帽的内径为________mm。 甲 乙 训练1 读出下列游标卡尺读数。 (1) 读数：________ mm。 (2) 读数：________ cm。 探究二　螺旋测微器的读数 1.测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。 2.螺旋测微器的使用及注意事项 (1)在使用螺旋测微器之前，首先应检查零点。 (2)测量时，用左手拿尺架，右手转动粗调旋钮，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用粗调旋钮，而改用微调旋钮，直至棘轮发出声音，随即拨动止动旋钮使测微螺杆固定，然后读数。这样既能使测量结果精确，又可避免产生过大的压力使螺旋测微器受损。 (3)在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。 例2 用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件________(选填“A”“B”“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm。 训练2 某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图a所示，测量金属板厚度时的示数如图b所示。图a所示读数为________mm，图b所示读数为________mm，所测金属板的厚度为________mm。 训练3 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。部分步骤如下： (1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图甲可知其长度为________mm。 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图乙可知其直径为________mm。 探究三　电压表、电流表的读数 电压表、电流表的读数方法 1.首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许的最大电压或电流值。 2.根据表盘总的刻度数确定精确度，即每一小格表示的值，同时确定读数有效数字所在的位数。 3.按照指针的实际位置进行读数。 4.(1)0～3 V的电压表和0～3 A 的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位。 (2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。 (3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A。 例3 关于电流表和电压表的读数： (1)如图甲所示是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“－”和“0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是________A，对应刻度盘上的每一小格代表________A，图甲所示示数为________A；当使用电流表的“－”和“3”两接线柱时，对应刻度盘上的每一小格代表________A，图甲所示示数为________A。 (2)图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压的最大值不得超过________V，对应刻度盘上的每一小格表示________V，图乙所示示数为________V；若使用的是较大量程时，则对应刻度盘上的每一小格表示________V，图乙所示示数为________V。 巩固练习 1.(游标卡尺的读数)某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图甲和乙所示。由图可读出，圆管内壁的直径为________ cm，圆管外壁的直径为________ cm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。 2.(螺旋测微器的读数)读出图中给出的螺旋测微器示数。 丙 甲：______mm，乙：______mm，丙______mm。 3.(电流表、电压表的读数)完成下面各测量工具的读数。 (1)如图所示，螺旋测微器的读数为________mm，游标卡尺的读数为________mm。 (2)电压表接0～3 V量程，电压表的读数为________V。 (3)电流表接0～0.6 A量程，电流表的示数为________A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第16讲　“两尺两表”的读数 学习目标　 1.了解游标卡尺和螺旋测微器的测量原理、读数规则和使用方法。 2.掌握电流表和电压表的使用方法和读数规则。 3.提升测量工具的选择和使用能力、数据的读取能力。 实验基础 一、游标卡尺的测量原理 1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺(如图所示)。 2.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。 3.原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表： 刻度格数 (分度) 刻度 总长度 1 mm与每 小格的差值 精度 (可精确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 二、螺旋测微器的测量原理 1.构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。 2.原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即粗调旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 实验探究 探究一　游标卡尺的读数 1.读数规则：读数＝主尺读数＋游标尺读数＝主尺读数＋n×精度。 2.游标卡尺的使用及注意事项 (1)用游标卡尺测量零件时，右手拿主尺，大拇指移动游标尺，左手拿待测物体，当其与测量爪相贴时，即可锁定螺钉，读取数据。 (2)游标卡尺是比较精密的测量工具，要轻拿轻放，不得碰撞或跌落地上。 (3)用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个测量爪刚好接触零件表面。 (4)游标卡尺读数时不需要估读。 例1 图甲为一游标卡尺的结构示意图。当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(选填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙表示，该钢笔帽的内径为________mm。 甲 乙 答案　A　11.25 解析　由游标卡尺的结构原理可知，测内径应该用游标卡尺的内测量爪，故选A；游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺的读数为5×0.05 mm＝0.25 mm，故钢笔帽的内径为11.25 mm。 (1)游标卡尺的读数＝主尺读数＋游标尺读数(不估读)。 (2)游标卡尺的读数方法：“三看” ①一看：精确度。 ②二看：游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与游标尺最前端(如图所示)。 ③三看：游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐。 训练1 读出下列游标卡尺读数。 (1) 读数：________ mm。 (2) 读数：________ cm。 答案　(1)11.4　(2)1.052 解析　(1)游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为4×0.1 mm＝0.4 mm，所以最终读数为11 mm＋0.4 mm＝11.4 mm。(2)游标卡尺的主尺读数为10 mm，游标尺上第26个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为26×0.02 mm＝0.52 mm，所以最终读数为10 mm＋0.52 mm＝10.52 mm＝1.052 cm。 探究二　螺旋测微器的读数 1.测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。 2.螺旋测微器的使用及注意事项 (1)在使用螺旋测微器之前，首先应检查零点。 (2)测量时，用左手拿尺架，右手转动粗调旋钮，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用粗调旋钮，而改用微调旋钮，直至棘轮发出声音，随即拨动止动旋钮使测微螺杆固定，然后读数。这样既能使测量结果精确，又可避免产生过大的压力使螺旋测微器受损。 (3)在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。 例2 用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件________(选填“A”“B”“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm。 答案　B　0.410 解析　读数前应先旋紧B，使读数固定不变；螺旋测微器的固定刻度为0 mm，可动刻度为41.0×0.01 mm＝0.410 mm，所以最终读数为0 mm＋0.410 mm＝0.410 mm。 训练2 某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图a所示，测量金属板厚度时的示数如图b所示。图a所示读数为________mm，图b所示读数为________mm，所测金属板的厚度为________mm。 答案　0.010(0.009或0.011也对)　6.870(6.869或6.871也对)　6.860(等于第二空中数据减第一空中数据的差值均可) 训练3 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。部分步骤如下： (1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图甲可知其长度为________mm。 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图乙可知其直径为________mm。 答案　(1)50.15　(2)4.700 解析　(1)由题图甲可知，游标卡尺主尺示数为50 mm，游标尺示数为3×0.05 mm＝0.15 mm，游标卡尺示数为50 mm＋0.15 mm＝50.15 mm。 (2)由题图乙可知，螺旋测微器固定刻度示数为4.5 mm，可动刻度示数为20.0×0.01 mm＝0.200 mm，螺旋测微器示数为4.5 mm＋0.200 mm＝4.700 mm。 探究三　电压表、电流表的读数 电压表、电流表的读数方法 1.首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许的最大电压或电流值。 2.根据表盘总的刻度数确定精确度，即每一小格表示的值，同时确定读数有效数字所在的位数。 3.按照指针的实际位置进行读数。 4.(1)0～3 V的电压表和0～3 A 的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位。 (2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。 (3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A。 例3 关于电流表和电压表的读数： (1)如图甲所示是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“－”和“0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是________A，对应刻度盘上的每一小格代表________A，图甲所示示数为________A；当使用电流表的“－”和“3”两接线柱时，对应刻度盘上的每一小格代表________A，图甲所示示数为________A。 (2)图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压的最大值不得超过________V，对应刻度盘上的每一小格表示________V，图乙所示示数为________V；若使用的是较大量程时，则对应刻度盘上的每一小格表示________V，图乙所示示数为________V。 答案　(1)0.6　0.02　0.34　0.1　1.70　(2)3　0.1　2.20　0.5　11.0 解析　(1)电流表和电压表的接线柱上的数字表示其量程。由题图甲知，当使用电流表的刻度盘上的“－”和“0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是0.6 A，对应刻度盘上的每一小格代表 A＝0.02 A，电流表示数为17×0.02 A＝0.34 A；当使用电流表的“－”和“3”两接线柱时，对应刻度盘上的每一小格代表 A＝0.1 A，电流表示数为17.0×0.1 A＝1.70 A。 (2)由题图乙知，电压表的较小量程为3 V，所以测量电压的最大值不得超过3 V，对应刻度盘上的每一小格表示 V＝0.1 V，电压表示数为22.0×0.1 V＝2.20 V；若使用的是较大量程时，则对应刻度盘上的每一小格表示 V＝0.5 V，电压表示数为22×0.5 V＝11.0 V。 巩固练习 1.(游标卡尺的读数)某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图甲和乙所示。由图可读出，圆管内壁的直径为________ cm，圆管外壁的直径为________ cm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。 答案　2.23　2.99 解析　题图甲中游标卡尺的主尺读数为22 mm，游标尺读数为3×0.1 mm＝0.3 mm，所以最终读数为22 mm＋0.3 mm＝22.3 mm＝2.23 cm；题图乙中游标卡尺的主尺读数为29 mm，游标尺读数为9×0.1 mm＝0.9 mm，所以最终读数为29 mm＋0.9 mm＝29.9 mm＝2.99 cm。 2.(螺旋测微器的读数)读出图中给出的螺旋测微器示数。 丙 甲：______mm，乙：______mm，丙______mm。 答案　3.550　3.203　0.900 3.(电流表、电压表的读数)完成下面各测量工具的读数。 (1)如图所示，螺旋测微器的读数为________mm，游标卡尺的读数为________mm。 (2)电压表接0～3 V量程，电压表的读数为________V。 (3)电流表接0～0.6 A量程，电流表的示数为________A。 答案　(1)6.124(±0.02)　50.85　(2)2.60　(3)0.52 解析　(1)由图示螺旋测微器可知，其示数为6 mm＋12.4×0.01 mm＝6.124 mm；由于游标卡尺的游标刻度是20个，所以游标尺的精确度是0.05 mm，游标卡尺的主尺读数为50 mm，游标尺上第17个刻度与主尺上某一刻度对齐，游标读数为 17×0.05 mm＝0.85 mm 所以最终读数为50＋0.85 mm＝50.85 mm。 (2)由于电压表为0～3 V量程，最小分度值为0.1 V，则电压表读数为2.60 V。 (3)电流表接0～0.6 A量程，最小分度值为0.02 A，电流表读数为0.52 A。 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