第11章 第3节 第1课时 实验1：长度的测量及测量工具的选用（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

第3节　实验：导体电阻率的测量 第1课时　实验1：长度的测量及测量工具的选用 [学习目标]　1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法（物理观念）.2.掌握电流表、电压表的读数方法（物理观念）. @课堂·深度探究 ♝课堂·深度探究 （见学生用书P65） 　考点一　　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） 2.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径. 3.原理：游标卡尺是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的.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.常见的游标卡尺有10分度、20分度、50分度三种，其规格（游标尺）见下表： 刻度各数 （分度） 刻度 总长度 单位刻度与 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 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.读数时不估读. 5.使用：当外（内）测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线正好对齐.将被测物体夹（套）在这两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是被测物体的长度. 【例题1】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；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为　　　　 mm. 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，故选填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. 答案A　11.25 【变式1】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. 解析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.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. 答案2.23　2.99 　考点二　　螺旋测微器 1.构造：如图所示是常用的螺旋测微器.它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D'和可动刻度E是与测微螺杆F连在一起，并通过精密螺纹套在B上. 2.原理：固定刻度的螺距是0.5 mm，旋钮每旋转一周，测微螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退0.5 mm.圆周上的可动刻度有50个等分刻度，因此可动刻度每旋转一格，对应测微螺杆前进或后退0.01 mm.螺旋测微器的精确度为0.01 mm. 3.读数：（1）测量时被测物体长度的整毫米数和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. （2）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）. 4.使用：用螺旋测微器测量物体的微小尺寸时，先使测微螺杆F与测砧A接触，可动刻度E的左边缘与固定刻度B的零刻度线对正；将被测物体夹在测微螺杆与测砧之间，旋转旋钮，当测微螺杆快靠近物体时，停止使用旋钮，改用微调旋钮，听到“喀喀”声时停止；然后读数. 【例题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，所测金属板的厚度为　　　　 mm. 解析由题图甲可知，读数为0.010 mm，题图乙为6.5 mm＋0.01×37.0＝6.870 mm；则金属板的厚度为6.870－0.010＝6.860 mm. 答案0.010　6.870　6.860 【变式2】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. 解析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0.01 mm×42.0＝0.420 mm，得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0.01 mm×30.0＝0.300 mm，得d2＝4 mm＋0.300 mm＝4.300 mm. 答案0.920　4.300 　考点三　　电压表和电流表的读数 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. 【例题3】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，对应刻度盘上每一小格代表　　　　 A，图中表针的示数是　　　　 A；当使用3 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. （2）图乙使用较小量程时，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. 解析（1）由题图甲可知，量程为0.6 A时，每一小格表示0.02 A，则读数为22×0.02 A＝0.44 A；量程为3 A时，每一小格表示0.1 A，则读数为22×0.1 A＝2.20 A. （2）由题图乙可知，量程为3 V时，每一小格表示0.1 V，则读数为17×0.1 V＝1.70 V；量程为15 V时， 每一小格表示0.5 V，则读数为17×0.5 V＝8.5 V. 答案（1）0.02　0.44　0.1　2.20　（2）0.1　1.70　0.5　8.5 【变式3】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.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. 解析（1）量程为3 V时，每一小格表示0.1 V，则读数为19×0.1 V＝1.90 V. （2）量程为15 V时，每一小格表示0.5 V， 则读数为19×0.5 V＝9.5 V. （3）量程为3 A时，每一小格表示0.1 A， 则读数为8.5×0.1 A＝0.85 A. （4）量程为0.6 A时，每一小格表示0.02 A， 则读数为8.5×0.02 A＝0.17 A. 答案（1）1.90　（2）9.5　（3）0.85　（4）0.17 @课末·随堂演练 ♝课末·随堂演练 （见学生用书P67） 1.读出图中游标卡尺和螺旋测微器的读数.游标卡尺的读数为　　　　 mm；螺旋测微器的读数为　　　　 mm. 解析游标卡尺的读数为L＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm；螺旋测微器的读数为d＝0.5 mm＋42.0×0.01 mm＝0.920 mm. 答案11.4　0.920 2.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示. 由图得圆柱体的直径为　　　　 mm，长度为　　　　 cm. 解析由题图甲可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5 mm，可动刻度示数为34.7×0.01 mm＝0.347 mm，螺旋测微器示数为1.5 mm＋0.347 mm＝1.847 mm； 由题图乙可知，游标卡尺主尺示数为4.2 cm，游标尺示数为8×0.05 mm＝0.40 mm，游标卡尺示数为42 mm＋0.40 mm＝42.40 mm＝4.240 cm. 答案1.847　4.240 3.在“测定金属的电阻率”的实验中. （1）某同学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. （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. 解析（1）螺旋测微器的读数为d＝2.5 mm＋43.5×0.01 mm＝2.935 mm. （2）因电压表的每小格读数为0.1 V，所以应估读到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. 答案（1）2.935　（2）2.60　0.52 学科网（北京）股份有限公司 $$