4 4.第1课时 “两尺两表”的读数-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（教科版2019）

4．实验：测量金属的电阻率 第1课时　“两尺两表”的读数 　　　　 第二章　电路及其应用 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。 素养目标 探究过程 梳理要点 1 合作交流 应用拓展 2 课时测评 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 1 探究过程 梳理要点 返回 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。 返回 合作交流 应用拓展 返回 知识点一　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)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。 (2)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。 (3)游标卡尺读数时不需要估读。 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；示数如图乙所示，则该钢笔帽的内径为______ mm。 例1 A 11.25 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 mm＋0.25 mm＝11.25 mm。 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。 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。 探究归纳 针对练.(2023·桂林高二检测)读出下列游标卡尺读数。 (1) 读数：______ mm。 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。 11.4 (2) 读数：______ cm。 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。 1.052 知识点二　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，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。 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。 例2 B 0.410 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。 螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加可动刻度读数，在读可动刻度读数时需要估读。 探究归纳 针对练1.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。 0.010 6.870 6.860 针对练2.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。 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。 50.15 (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。 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。 4.700 知识点三　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通过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。 (2023·四川绵阳期中)关于电流表和电压表的读数： 例3 (1)图甲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。 0.6 0.02 0.34 0.1 1.70 电流表和电压表接线柱上的数字表示其量程。由题图甲可知，当使用电流表的“－”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)图乙是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。 由题图乙可知，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。 3 0.1 2.20 0.5 11.0 针对练.某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ时： (1)用20分度游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图甲可知其长度为______ cm。 题中为20分度游标卡尺，其读数为50 mm＋10×0.05 mm＝50.50 mm＝5.050 cm。 5.050 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为______ mm。 螺旋测微器的读数为4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm。 4.700 (3)用电压表和电流表分别测量其两端的电压和流过其中的电流如图丙、丁所示，由图可知电压为______ V，电流为______ A。 电压表选择的是0～3 V量程，分度值为0.1 V，要估读到下一位，故其读数为2.20 V；电流表选择的是0～0.6 A量程，分度值为0.02 A， 估读，即估读到0.01 A，故其读数为0.46 A。 2.20 0.46 知识点四　电压表和电流表的使用 1．电流表内、外接法的比较 － 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压U测＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝ ＝Rx＋RA＞Rx 测量值大于真实值 R测＝ ＝ ＜Rx 测量值小于真实值 － 内接法 外接法 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx 适用于测量 大电阻 小电阻 2.两种电路的选择方法 (1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。 (2)比值比较法 (3)试触法：如图所示，将电压表分别接在a、c和b、c两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流较大，应选用电流表内接法；若电压表示数变化较大，说明电流表分压较大，应选用电流表外接法。 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，结果由公式Rx＝ 计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则____(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 例4 Rx1 大于 小于 用较显著，故应该采用电流表内接法，即题图甲所示接法中Rx1更接近待测电阻的真实值。题图甲中待测电阻的测量值是Rx与RA串联后的电阻值，故Rx真<Rx1，题图乙中待测电阻的测量值是Rx与RV并联后的电阻值，故Rx2<Rx真。 针对练.图甲、乙是用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值的两种连接电路。按照图甲测量时，电流表示数为4.00 mA，电压表示数为2.40 V。按照图乙测量时，电流表示数为5.00 mA，电压表示数为2.30 V。比较这两种测量方法所测得的结果，下列说法正确的是 A．电阻Rx的真实值更接近600 Ω，且大于600 Ω B．电阻Rx的真实值更接近600 Ω，且小于600 Ω C．电阻Rx的真实值更接近460 Ω，且大于460 Ω D．电阻Rx的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω √ 差，即用题图甲所示电路测量时电阻Rx的阻值更接近于其真实值，由题意知，用题图甲所示电路测得的Rx＝ Ω＝600 Ω，此法测得的测量值相对于真实值偏大，因此选项B正确。 返回 课 时 测 评 返回 1.如图所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A，电流表的内阻为0.2 Ω，下列说法正确的是 A．电路的连接方法是电流表外接法 B．Rx的真实值为100 Ω C．Rx的真实值为99.8 Ω D．Rx的真实值为100.2 Ω √ 该电路采用的是电流表内接法，根据电路图可知，Rx的真实值为Rx＝ －RA＝ Ω－0.2 Ω＝99.8 Ω，故选C。 2 3 4 5 6 7 1 2．(6分)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。 2.23 2.99 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 3 4 5 6 7 1 3．(7分)用螺旋测微器测量两个工件的直径如图所示，则工件的直径分别为______ mm、______ mm。 0.920 4.300 题图甲中螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为42.0×0.01 mm＝0.420 mm，则d1＝0.5 mm＋0.420 mm＝0.920 mm；题图乙中螺旋测微器固定刻度读数为4 mm，可动刻度读数为30.0×0.01 mm＝0.300 mm，则d2＝4 mm＋0.300 mm＝4.300 mm。 2 3 4 5 6 7 1 4．(8分)(1)如图1所示的游标卡尺，游标尺上共有20个分度，用它测量某工件的外径时，示数如图1所示，则此工件的外径是______ mm。 20分度的游标卡尺，精确度是0.05 mm，游标卡尺的主尺读数为4 mm，游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为9×0.05 mm＝0.45 mm，所以最终读数为4 mm＋0.45 mm＝4.45 mm。 4.45 2 3 4 5 6 7 1 (2)用螺旋测微器测量某电阻丝的直径，其示数如图2所示，则此电阻丝的直径为______________________ mm。 螺旋测微器的固定刻度为1.5 mm，可动刻度为6.8×0.01 mm＝0.068 mm，所以最终读数为1.5 mm＋0.068 mm＝1.568 mm。 1.568(1.567～1.569均可) 2 3 4 5 6 7 1 5．(8分)用游标卡尺测得某材料的长度如图甲所示，读数L＝______ cm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数D＝______ mm。 游标卡尺主尺读数为50 mm，20分度游标卡尺的精确度为0.05 mm，第3条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为3×0.05 mm＝0.15 mm，所以该材料的长度为50 mm＋0.15 mm＝50.15 mm＝5.015 cm；螺旋测微器固定刻度部分读数为2 mm，可动刻度部分读数为15.0×0.01 mm＝0.150 mm，因此该材料的直径为2 mm＋0.150 mm＝2.150 mm。 5.015 2.150 2 3 4 5 6 7 1 6．(8分)用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为_____________________ mm，用游标尺为50分度的游标卡尺测定某圆柱体的直径时，游标卡尺上的示数如图乙所示，可读出圆柱的直径为______ mm。 8.115(8.113～8.117均可) 42.06 螺旋测微器的固定刻度读数为8 mm，可动刻度读数为11.5×0.01 mm＝0.115 mm，所以最终读数为8 mm＋0.115 mm＝8.115 mm。 2 3 4 5 6 7 1 游标卡尺的主尺读数为42 mm，游标尺上第3个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为3×0.02 mm＝0.06 mm，所以最终读数为42 mm＋0.06 mm＝42.06 mm。 2 3 4 5 6 7 1 7．(8分)某同学用螺旋测微器测金属丝直径，用电压表和电流表分别测量金属丝的电压和电流。 (1)用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为______________________ mm。 螺旋测微器的读数为d＝2.5 mm＋43.3×0.01 mm＝2.933 mm。 2.933(2.932～2.934均可) 2 3 4 5 6 7 1 (2)用量程为3 V的电压表和量程为0.6 A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示，则电压表的读数为______ V，电流表的读数为______A。 因电压表的每小格读数为0.1 V，应估读到0.01 V，所以电压表的读数为2.60 V；电流表的每小格读数为0.02 A，应估读到0.01 A，所以电流表的读数为0.52 A。 2.60 0.52 返回 2 3 4 5 6 7 1 谢 谢 观 看 ！ 第二章　 　电路及其应用 2 3 4 5 6 7 1 $$