第11章 第3节 第1课时 长度的测量及测量工具的选用-【正禾一本通】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

第3节　实验：导体电阻率的测量 课时1　长度的测量及测量工具的选用 【课标解读】　1.了解游标卡尺的原理和使用，掌握游标卡尺的读数方法。2.了解螺旋测微器的原理和使用，掌握螺旋测微器的读数方法。3.掌握电流表和电压表的读数方法。 探究点一　游标卡尺 1．游标卡尺的原理 (1)构造：游标卡尺主要由主尺、游标尺(主尺和游标尺上各固定有内测量爪、外测量爪)、深度尺、紧固螺钉等构成，如图所示。 (2)原理：利用主尺的单位刻度(1 mm)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。 常见的游标尺有10分度、20分度和50分度三种，不管哪种规格，其游标尺上刻度部分的总长度总比主尺上同样多的小等分刻度少1 mm。具体情况如下表： 刻度格数(分度) 刻度总长度 1 mm与每小格的差值 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 [说明]游标尺上的刻度线越多，游标尺单位刻度与1 mm的差距越小，测量的精确程度就越高。 (3)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径等。 2．游标卡尺的读数 若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数，则测量结果表示为：(x＋K×精确度)mm。 [说明]一般先按照单位为毫米去读数，最后再根据需要将单位化成厘米或米。 【典例1】 (易错题)如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；测量的示数如图乙所示，则该钢笔帽的内径为________ mm。 解析：测量钢笔帽的内径应该用游标卡尺的内测量爪，故选A。所用游标卡尺为20分度的，精确度为0.05 mm，以游标尺上的“0”刻度线为基准，由主尺上读出整毫米数为11 mm，不足1毫米的在游标尺上读取，由于游标尺的第5条刻度线与主尺的刻度线对齐，所以读数为5×0.05 mm＝0.25 mm，故钢笔帽的内径为11.25 mm。 答案：A　11.25 [名师提醒] 错因剖析 对照反思 (1)没有明确游标尺的总刻度格数，将精确度用错； (2)读取整毫米数时误以游标尺的左侧边缘为基准； (3)读数时添加了估读位，游标卡尺不需要估读 【针对训练1】 用三把游标卡尺测量不同物体的长度，示数分别如图甲、乙、丙所示，则它们的读数依次为________ mm、________ mm、________ mm。 解析：题图甲读数：整毫米数是17 mm，不足1毫米的示数是2×0.1 mm＝0.2 mm，最后读数是17 mm＋0.2 mm＝17.2 mm。题图乙读数：整毫米数是23 mm，不足1毫米的示数是8×0.05 mm＝0.40 mm，最后读数是23 mm＋0.40 mm＝23.40 mm。题图丙读数：整毫米数是10 mm，不足1毫米的示数是19×0.02 mm＝0.38 mm，最后读数是10 mm＋0.38 mm＝10.38 mm。 答案：17.2　23.40　10.38 探究点二　螺旋测微器 1．螺旋测微器的原理 (1)构造：如图所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上。 (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上有50个等分刻度，可动刻度每旋转一格，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。 (3)测量：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，随即拨动锁紧装置G使测微螺杆固定，然后读数。 2．螺旋测微器的读数 由固定刻度可读出被测物体长度的整毫米数和半毫米数，不足半毫米的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(估读到下一位)×0.01(mm)。 【典例2】 (易错题)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甲所示，测量金属板厚度时的示数如图乙所示。图甲所示读数为______ mm，图乙所示读数为______ mm，所测金属板的实际厚度为______ mm。 解析：题图甲中，螺旋测微器固定刻度的读数为0，可动刻度的读数为1.0×0.01 mm＝0.010 mm，所以螺旋测微器校零时的读数为0.010 mm；题图乙中，螺旋测微器固定刻度的读数为6 mm＋0.5 mm＝6.5 mm，可动刻度的读数为37.0×0.01 mm＝0.370 mm，所以测量金属板厚度时的读数为6.870 mm；所测金属板的厚度为6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm。 答案：0.010(0.009或0.011)　6.870(6.869或6.871)　6.860(第二空中数据减第一空中数据的差值均可) [名师提醒] 错因剖析 对照反思 (1)混淆固定刻度上的整毫米刻度线和半毫米刻度线； (2)固定刻度上的半毫米线已露出，但读数时没加0.5 mm； (3)读数时忘记估读，应准确到0.01 mm，估读到0.001 mm 【针对训练2】 请按要求填写测量结果： (1)某同学用游标卡尺的________测量一玻璃杯的内高，示数如图甲所示，则其内高为______ cm。该同学又用螺旋测微器测量玻璃的厚度，如图乙所示，则厚度为______ mm。 (2)另一同学用螺旋测微器测量一小球的直径，如图丙所示，正确读数后得到小球的直径为2.731 mm，则a＝____________，b＝____________。 解析：(1)测量玻璃杯的内高(即深度)时要用游标卡尺的深度尺，题图甲中，游标卡尺主尺上的整毫米数为100 mm，游标尺的精确度为0.1 mm，且第3条刻度线与主尺上的刻度线对齐，所以玻璃杯的内高为100 mm＋3×0.1 mm＝100.3 mm＝10.03 cm。题图乙中，螺旋测微器固定刻度的读数为2 mm＋0.5 mm＝2.5 mm，可动刻度的读数为26.0×0.01 mm＝0.260 mm，所以玻璃的厚度为2.760 mm。 (2)因为题图丙的读数为2.731 mm，按照螺旋测微器的读数规则可拆分为2.731 mm＝2.5 mm＋23.1×0.01 mm，所以a应为20，b应为1。 答案：(1)深度尺　10.03　2.760　(2) 20　1 探究点三　电压表和电流表的读数 电压表、电流表的读数 实验室常见的电压表有3 V和15 V两个量程(如图甲)，电流表有0.6 A和3 A两个量程(如图乙)。 (1)量程为3 V的电压表的精确度是0.1 V，量程为3 A的电流表的精确度是0.1 A，读数时要估读到分度值的十分之一，即读到0.1 V(A)的下一位，形式为“×.×× V(A)”。 (2)量程为15 V的电压表的精确度是0.5 V，读数时要估读到分度值的五分之一，即读到0.1 V位，形式为“×.× V”。 (3)量程为0.6 A的电流表的精确度是0.02 A，读数时要估读到分度值的二分之一(即半格估读)，读到0.01 A位，形式为“×.×× A”。 【典例3】 请读出以下电压表或电流表的示数，填在相应的横线上。 (1)电压表的量程一般有两种：0～3 V，0～15 V，如图(a)所示。 当接0～3 V量程时，电压表的读数为________ V；当接0～15 V量程时，电压表的读数为________ V。 (2)电流表的量程一般有两种：0～0.6 A，0～3 A，如图(b)所示。 当接0～3 A量程时，电流表的读数为________ A；当接0～0.6 A量程时，电流表的读数为________ A。 解析：(1)接0～3 V量程时，每一小格示数为0.1 V，共19.0格(含估读位数)，故读数为1.90 V。接0～15 V量程时，每一小格示数为0.5 V，共19格(不含估读位数)，则19×0.5 V＝9.5 V，估读部分为×0.5 V＝0.0 V，则读数为9.5 V＋0.0 V＝9.5 V。 (2)接0～3 A量程时，每一小格示数为0.1 A，共8.0格(含估读位数)，则8.0×0.1 A＝0.80 A，故读数为0.80 A。接0～0.6 A量程时，每一小格示数为0.02 A，共8格(不含估读位数)，则8×0.02 A＝0.16 A，估读部分为×0.02 V＝0.00 A——半格估读法，则读数为0.16 A＋0.00 A＝0.16 A。 答案：(1)1.90　9.5　(2)0.80　0.16 [误区警示]当估读部分的最后一位为零时，切勿舍弃，否则读数与电表的精度就不对应了！ 【针对训练3】 请完成下列各电压表或电流表的读数，把答案填在相应的横线上。 (1)量程为0～3 V和0～3 A的电表。 读数__________　　　　读数__________ (2)量程为0～15 V的电压表读数。 读数__________　　　　 读数__________ (3)量程为0～0.6 A的电流表读数。 读数__________　　　　 读数__________ 答案：(1)0.90 V　1.90 A　(2)10.0 V　10.3 V　(3)0.50 A　0.22 A 　　　游标卡尺的另一种读数方法 如图所示，游标尺上的第7分度线对应主尺的读数为30.0 mm。由于游标尺上7个格对应的实际长度为7×0.95 mm＝6.65 mm，所以游标尺上0分度线所对主尺的长度为30.0 mm－6.65 mm＝23.35 mm。 学科网（北京）股份有限公司 $$