4.第1课时 “两尺两表”的读数-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

本讲义聚焦“测量金属的电阻率”实验中“两尺两表”（游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表）的读数技能，系统梳理从工具构造原理（如游标卡尺主尺与游标尺分度差值、螺旋测微器螺距与可动刻度关系）到读数规则（主尺+游标尺读数、固定刻度+可动刻度读数，电表量程与精确度判断），再到伏安法电路选择（内接外接误差分析与试触法应用）的完整学习支架。 该资料以科学探究为主线，通过“探究过程”“合作交流”环节及例题（如游标卡尺测钢笔帽内径、螺旋测微器校零测量）、针对练（分层设计读数与电路选择练习），培养学生科学思维（模型建构、误差推理）与科学探究能力（数据读取、实验操作）。课中辅助教师演示工具使用与规律讲解，课后助力学生巩固读数技能与电路分析方法，有效查漏补缺。

4．实验：测量金属的电阻率 第1课时　“两尺两表”的读数 【素养目标】　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。 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)。 学生用书↓第83页 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。 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。 答案：A　11.25 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。 针对练．(2025·桂林高二检测)读出下列游标卡尺读数。 (1) 读数： mm。 (2) 读数： cm。 答案：(1)11.4　(2)1.052 解析：(1)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。 (2)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。 学生用书↓第84页 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。 答案：B　0.410 解析：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。 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。 答案：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。 (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。 答案：(1)50.15　(2)4.700 解析：(1)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。 (2)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。 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。 (2025·四川绵阳期中)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 学生用书↓第85页 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。 (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。 答案：(1)0.6　0.02　0.34　0.1　1.70　(2)3　0.1　2.20　0.5　11.0 解析：(1)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)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。 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。 (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。 (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。 答案：(1)5.050　(2)4.700　(3)2.20　0.46 解析：(1)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。 (2)螺旋测微器的读数为4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm。 (3)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。 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 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 ①若＞，则用电流表外接法。 ②若＜，则用电流表内接法。 (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 学生用书↓第86页 (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。 答案：Rx1　大于　小于 解析：由题意知＝＝10，＝＝20，故<，电压表的分流作用较显著，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 答案：B 解析：比较按题图甲、乙测量时的电压表、电流表的读数，可知电压变化量ΔU＝0.10 V，则＝＝，电流变化量ΔI＝1.00 mA，则＝＝，可见>，即电流变化明显一些，故应采取电流表内接法来减小实验误差，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。 学科网（北京）股份有限公司 $