3 第三节 第1课时 实验1 长度的测量及测量工具的选用-【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（粤教版2019）

第三节　测量金属丝的电阻率 第1课时　实验1　长度的测量及测量工具的选用 　　　　 第三章 恒定电流 1.知道螺旋测微器的测量原理，掌握螺旋测微器的读数方法。 2.知道游标卡尺的测量原理，掌握游标卡尺的读数方法。 3.能识别电压表、电流表的分度值和量程，并读数。 素养目标 知识点一　螺旋测微器的原理和读数 1 知识点二　游标卡尺的原理和读数 2 知识点三　电压表、电流表的读数和使用 3 课时测评 6 随堂达标演练 5 内容索引 知识点四　伏安法测电阻的两种接法 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 知识点一　螺旋测微器的原理和读数 返回 1．构造 如图是常用的螺旋测微器结构图。 2．测量原理 测微螺杆P与固定刻度G之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即粗调旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm。可调刻度H上的刻度为50小格，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm，即精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 3．使用方法 当A与P并拢时，可调刻度H的零点恰好与固定刻度G的零点重合，逆时针旋转旋钮K，将测微螺杆P旋出，把被测物体放入A、P之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮K，P快要接触被测物时，要停止使用旋钮K，改用微调旋钮K′，直到听到“喀喀”声。 4．读数方法 (1)从固定刻度上读取整毫米或半毫米数； (2)再从可调刻度上读取剩余部分；(因为 是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位) (3)把两部分读数相加得到测量值。即测量值 d＝固定刻度数＋可调刻度数×0.01(单位：mm)。 如图中固定刻度为0.5 mm，可调刻度读数为25.0(其中“25”是准确格数，“.0”是估读的格数)，故被测长度是0.5 mm＋25.0×0.01 mm＝0.750 mm。 5．注意事项 (1)测量时，当P将要接触被测物体时，要停止使用K，改用K′，以避免仪器和被测物体间产生过大的压力，这样，既可以保护仪器又能保证测量结果准确。 (2)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出。 (3)读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即测量结果若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位。若在测量中发现可调刻度中某刻度线正好与固定刻度的水平线对齐，则最后一位读数要补上一个零。若某同学读出的读数为“0.75 mm”，有效数字是错的，正确的读数为0.750 mm。考虑估读的差异，0.749～0.751 mm中的任一个数都正确。 螺旋测微器为精密仪器，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，为防止螺旋测微器损伤，当小砧和测微螺杆快接触合金丝时应改为旋转图甲所示的部件_____ (选填“A”“B”“C”或“D”)，听到“喀喀”响声，表示已经夹紧，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前还应先旋紧如图甲所示的部件____(选填“A”“B”“C”或“D”)。从图乙中的示数可读出合金丝的直径为______________________ mm。 例1 D B 3.700(3.699～3.701均可) 当小砧和测微螺杆快接触合金丝时，应改为旋转微调旋钮，即部件D；为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前还应先旋紧锁，即部件B；螺旋测微器可以读到毫米千分位，合金丝的直径为d＝3.5 mm＋20.0×0.01 mm＝3.700 mm。 读出下面螺旋测微器测量的读数。 例2 甲__________________________ mm， 乙__________________________ mm， 丙__________________________ mm。 3.550(3.549～3.551均可) 3.207(3.206～3.208均可) 0.900(0.899～0.901均可) 返回 知识点二　游标卡尺的原理和读数 返回 1．构造 游标卡尺是一种具有测量零件内外直径、宽度(深度)、高度、孔距等多种测量功能的常用量具。它主要由尺身、游标尺、主尺及内外测量爪组成。 2．原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度。 游标尺上的刻度总长度比主尺上的同样多的小等分刻度小1 mm。一般的游标卡尺的游标尺上有10个、20个或50个小等分刻度。其精确度见下表： 刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度 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 3.读数方法 测量值(mm)＝主尺上的整毫米刻度(游标尺零刻度线之前的整数部分)＋游 标尺对应格子数n×精确度(精确度＝ )。 说明：①n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。 ②主尺上的整毫米刻度为游标尺零刻度线之前的整数部分，而不是游标尺左棱之前的整数部分。 ③游标卡尺读数时不需估读。 ④为保证读数的准确性，游标卡尺一般先按照单位为毫米去读数，最后再根据需要转化成其他单位。 如图甲、乙、丙、丁所示的游标卡尺的读数分别为：________、________、_________、_________。 例3 题图甲、乙、丙、丁所示的四把游标卡尺，它们的读数依次为 l甲＝30 mm＋6×0.1 mm＝30.6 mm l乙＝30 mm＋0×0.1 mm＝30.0 mm l丙＝10 mm＋18×0.05 mm＝10.90 mm l丁＝19 mm＋0×0.05 mm＝19.00 mm。 30.6 mm 30.0 mm 10.90 mm 19.00 mm 针对练．如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为10等分、20等分、50等分，它们的读数依次为________ mm，________ mm，________ mm。 题图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的读数依次为 l甲＝17 mm＋7×0.1 mm＝17.7 mm l乙＝23 mm＋17×0.05 mm＝23.85 mm l丙＝3 mm＋10×0.02 mm＝3.20 mm。 17.7 23.85 3.20 返回 知识点三　电压表、电流表的读数和使用 返回 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。 关于电流表和电压表的读数： (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。 例4 0.6 0.02 0.34 0.1 1.70 (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。 3 0.1 2.20 0.5 11.0 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。 针对练．请完成下列各表的读数，把答案填在横线上。 (1)量程为0～3 V和0～3 A的电表。 (2)量程为0～15 V的电压表。 0.90 V 1.90 A 10.0 V 10.5 V 10.2 V(或10.3 V) (3)量程为0～0.6 A的电流表。 0.40 A 0.50 A 0.22 A 0.52 A 返回 知识点四　伏安法测电阻的两种接法 返回 1．伏安法测电阻原理 欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R＝ 可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻的阻值。 2．电流表的两种接法   内接法 外接法 电路 误差 分析 电压表示数UV＝UR＋UA＞UR电流表示数IA＝IRR测＝ ＞ ＝R真 电压表示数UV＝UR电流表示数IA＝IR＋IV>IR R测＝ ＜ ＝R真 误差 来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用 3.选择电流表内、外接的常用方法 (1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计的情况，当Rx≫RA时，采用电流表内接法，当Rx≪RV时，采用电流表外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”。 (2)公式计算法 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx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。 计算结果由Rx＝ 计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数。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5 Rx1 大于 小于 所以采用电流表内接法测量更准确，即用题图甲电路测量Rx1更接近待测电阻的真实值。因为 针对练．(多选)如图所示，用伏安法测电阻时 A．采用图甲所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值 B．采用图甲所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值 C．采用图乙所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于真实值 D．采用图乙所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于真实值 √ √ 题图甲所示测量电路因电压表分流，使电阻测量值小于真实值，题图乙所示测量电路因电流表分压，使电阻测量值大于真实值，选项A、D 正确。 返回 随堂达标演练 返回 1．如图甲、乙、丙、丁所示，螺旋测微器的读数依次为_______________ __________mm、________________________ mm、 ___________________ _______ mm、 ________________________ mm。 2.153(2.152～ 2.154均可) 1.720(1.719～1.721均可) 2.308(2.307～2.309 均可) 2.760(2.759～2.761均可) 2．如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的读数依次为________ mm、________ mm、________ mm。 题图甲读数为17 mm＋3×0.1 mm＝17.3 mm；题图乙读数为23 mm＋7×0.05 mm＝23.35 mm；题图丙读数为10 mm＋19×0.02 mm＝10.38 mm。 17.3 23.35 10.38 3．请根据要求正确读数。 若电压表接入电路中是0～3 V量程，则电压读数为________ V。 若电压表接入电路中是0～15 V量程，则电压读数为________ V。 若电流表接入电路中是0～0.6 A量程，则电流读数为________ A。 若电流表接入电路中是0～3 A量程，则电流读数为________ A。 2.50 12.5 0.36 1.80 返回 课 时 测 评 返回 1．测量电阻丝的直径，选用的测量工具是 A．螺旋测微器 B．刻度尺 C．卷尺 D．多用电表 √ 由于电阻丝的直径较小，如果选用刻度尺或卷尺，其精度不够，测量误差较大，而多用电表不能用来测量长度，螺旋测微器的精度比刻度尺和卷尺更高，则测量电阻丝的直径选用的测量工具是螺旋测微器。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ 2．用20分度的游标卡尺测量某物体长度，测得读数如图所示，则物体的长度为 A．20.30 mm B．20.30 cm C．20.3 mm D．21.30 mm 游标卡尺的主尺上的整毫米刻度读数为20 mm，游标尺读数为6×0.05 mm＝0.30 mm，所以最终读数为20 mm＋0.30 mm＝20.30 mm，故A 正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 3．(6分)某同学用螺旋测微器测量遮光条的宽度如图所示，则螺旋测微器的读数为__________________________ mm。 由题图可知，螺旋测微器的读数为1.5 mm＋15.0×0.01 mm＝1.650 mm。 1.650(1.649～1.651均可) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 4．(6分)在测量一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为 ____________________ mm，合金丝的直径为_________________________ mm。 校零时可调刻度为0.7格，故读数为0.7×0.01 mm＝0.007 mm，测量时固定刻度上读数为0.5 mm，可调刻度为15.7格，故读数为0.5 mm＋15.7×0.01 mm＝0.657 mm。合金丝的直径为两次读数之差，则D＝0.657 mm－0.007 mm＝0.650 mm。 0.007(0.006～0.009均可) 0.650(0.647～0.653均可) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 5．(6分)如图所示，螺旋测微器的读数依次为_________________________ mm、________________________ mm、_________________________ mm、___________________________ mm、____________________________ mm。 3.207(3.206～3.209均可) 0.307(0.306～0.309均可) 4.550(4.549～4.551均可) 4.497(4.496～4.499均可) 4.507(4.506～4.509均可) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 6．(6分)某同学用50分度游标卡尺测小球的直径，读数前应旋紧图甲中的部件________(选填“A”“B”或“C”)，游标卡尺读数部分放大图如图乙所示，读数为________ mm。将小球放入游标卡尺的凹槽内，具体操作如图丙所示，该操作会导致小球直径的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 为防止读数时游标尺发生移动，读数前应先旋紧紧固螺钉A；游标卡尺的读数为11 mm＋14×0.02 mm＝11.28 mm；小球放入游标卡尺的凹槽内，测量的并不是小球的直径，测量值小于真实值。 A 11.28 小于 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 7．(6分)电流表量程一般有两种：0～0.6 A和0～3 A；电压表量程一般有两种：0～3 V和0～15 V。电表指针指示如图所示。 (1)接0～3 V量程时读数为________ V。 (2)接0～15 V量程时读数为 ________ V。 (3)接0～3 A量程时读数为________ A。 (4)接0～0.6 A量程时读数为 ______ A。 1.90 9.5 0.80 0.16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 8．(6分)如图为电流表和电压表的刻度盘。 (1)图甲使用0.6 A量程时，图中表针示数是________ A；当使用3 A量程时，图中表针示数为________ A。 0.44 2.20 题图甲中电流表示数为22小格，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 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)图乙使用较小量程时，图中表针的示数为________ V。若使用的是较大量程，图中表针示数为________ V。 1.70 8.5 题图乙中电压表示数为17小格，使用3 V量程时，每一小格代表0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每一小格代表0.5 V，表针示数 为8.5 V。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 9．(8分)如图甲、乙和丙分别是用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，图甲读数为___________ cm，图乙读数为________________________ mm，图丙读数为_____________________________ mm。 4.120　 0.990(0.989～0.991均可) 1.510(1.509～1.511均可) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 题图甲主尺示数为41 mm，游标尺上第10格与主尺对齐，故题图甲读数为41 mm＋10×0.02 mm＝41.20 mm＝4.120 cm。题图乙螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm，可调刻度读数为49.0×0.01 mm＝0.490 mm，故图乙读数为0.5 mm＋0.490 mm＝0.990 mm。题图丙中半毫米刻度线已露出，此时固定刻度读数应为1.5 mm，可调刻度读数为1.0×0.01 mm＝0.010 mm，图丙读数为1.510 mm。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 10．(8分)读出如图甲所示的螺旋测微器的示数为______________________ ________mm；使用游标尺为10个小等分刻度的游标卡尺测量某物体的尺寸，得到图乙中的游标卡尺的读数，由于遮挡，只能看到游标尺的后半部分，则图中游标卡尺的读数为________ cm。 螺旋测微器的读数为12.5 mm＋30.0×0.01 mm＝12.800 mm；游标卡尺的读数为39 mm－5×0.9 mm＝34.5 mm＝3.45 cm。 12.800(12.799～12.801 均可) 3.45 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11．(8分)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图甲所示，电流表、电压表的读数如图乙所示。则金属丝两端的电压U＝________，电流I＝________，金属丝的长度l＝________，直径d＝____________________________________。 电压表的量程是15 V，所以读数是11.0 V；电流表的量程是0.6 A，所以读数是0.44 A；螺旋测微器的读数是1.5 mm＋35.0×0.01 mm＝1.850 mm；米尺的读数是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm。 11.0 V 0.44 A 30.50 cm 1.850 mm (1.849 mm～1.851 mm均可) 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 谢 谢 观 看 ！ 第三章 恒定电流 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 因为＝ Ω≈141 Ω<Rx， Rx1＝， $$