第8章 实验10 长度的测量及其测量工具的选用-【名师导航】2025年高考物理一轮总复习课件（江苏专用）

第八章　恒定电流 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 1 实验储备·一览清 1．实验目的 (1)正确使用刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器。 (2)掌握误差和有效数字的概念，能够对各种长度测量仪器进行准确读数。 2．实验原理 (1)刻度尺 ①仪器构造：在木板、塑料或金属上每隔1 mm等间隔地刻一条线，如图所示。 ②设计原理：常用的刻度尺的最小分度一般为1 mm，使用时估读到毫米的下一位。 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 2 实验储备·一览清 (2)游标卡尺 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。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 3 实验储备·一览清 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。 常见的游标卡尺的游标尺上等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表： 刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度(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 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 4 实验储备·一览清 ④读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm。 如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为 9 mm长10等分、19 mm长20等分。 图甲读数：主尺读数为17 mm，游标尺读数是 5×0.1 mm ＝0.5 mm，最后结果是17 mm＋0.5 mm＝17.5 mm。图乙读数：主尺读数为 23 mm, 游标尺读数是7× 0.05 mm＝0.35 mm，最后结果是23 mm＋0.35 mm＝23.35 mm。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 5 实验储备·一览清 (3)螺旋测微器 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。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 6 实验储备·一览清 ③读数：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)。 如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为 15.0, 最后的读数为 2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 7 实验储备·一览清 3．实验器材 毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表。 4．读数方法 (1)游标卡尺读数 游标卡尺的读数＝主尺读数＋游标尺读数。 游标卡尺的读数应注意以下几点 ①精确度。所用的游标卡尺可准确到0.1 mm，还是0.05 mm 或0.02 mm。游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零； 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 8 实验储备·一览清 例如(图1)   正确读数：11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm 易错读成：11.40 mm 例如(图2) 正确读数：10 mm＋12×0.05 mm＝10.60 mm 易错读成：10.6 mm 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 9 实验储备·一览清 ②主尺上的单位应为厘米 主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。 例如(图3)   正确读数：50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm 易错读成：5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 10 ③区分零刻度与标尺最前端 例如(图4)   正确读数：14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm 易错读成：13 mm＋10×0.05 mm＝13.50 mm 实验储备·一览清 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 11 实验储备·一览清 (2)螺旋测微器读数 螺旋测微器读数＝固定刻度部分读数(mm)＋可动刻度部分读数×精确度(mm)。注意估读，以及半刻度线是否已露出。 (3)电压表和电流表读数 ①0～3 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或0.1 A，看清楚指针的实际位置，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。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 12 实验储备·一览清 5．注意事项 (1)使用刻度尺时应注意的两点： ①正确放置的关键是做到：尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜；尺的有刻度的面必须紧贴被测对象，不能“悬空”。 ②正确观察的关键是视线在终端刻度线的正前方，视线与刻度面垂直，看清大格数及小格数。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 13 实验储备·一览清 (2)使用游标卡尺的注意事项： ①游标卡尺都是根据刻度线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读，有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐。 ②测量物不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口或损坏工件。 ③使用游标卡尺时先松动固定游标的坚固螺钉，轻推游标尺。 ④测量物上被测距离的连线必须平行于主尺。 ⑤读数时，先将游标尺固定，取下被测物体再进行读数。 ⑥不能用游标卡尺测表面粗糙物体，也不允许被测物体在测爪间滑动，防止摩擦。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 14 实验储备·一览清 (3)使用螺旋测微器的注意事项： ①旋钮旋转两周测微螺杆才前进1 mm。因此，在可动刻度上读数前，先要判断可动刻度的左边缘的位置，看它是在固定刻度尺0.5 mm刻度线的左侧还是右侧，两种情况下的读数是不一样的。 ②螺旋测微器读数时必须估读到0.001 mm这一位置上。 ③当测砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。 ④测量完毕后，要使测砧与测微螺杆之间留有一定的空隙，以免受热膨胀时两接触面因挤压而被损坏。 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 15 实验类型·全突破 [题组训练] 1．读出下列测量值 (1)________ mm。 (2)________ mm。 类型 教材原型实验 11.4 50.20 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 (3)________ mm。   (4)________ mm。 0.700 2.150 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 [解析]　(1)游标卡尺的读数为 11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm。 (2)游标卡尺的读数为 50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm。 (3)螺旋测微器的读数为 2 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。 (4)螺旋测微器的读数为 0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm。 2．(1)如图甲所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A; 当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表______A，图中表针示数为________A。 (2)如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为______V。若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示______V，图中表针示数为________V。 0.02 0.44 0.1 2.20 0.1 1.70 0.5 8.5 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 (3)旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω，今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是______________________________________________。 若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为______________。 1 987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω 实验储备·一览清 实验类型·全突破 实验十　长度的测量及其测量工具的选用 [解析]　(1)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A。 (2)电压表使用3 V量程时，每小格表示 0.1 V, 表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。 (3)接入电路的电阻为1 987 Ω，最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω。 $$