第11章 3 第3节 实验：导体电阻率的测量 第1课时 长度的测量及测量工具的选用（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

本高中物理讲义聚焦“导体电阻率的测量”实验第1课时，系统讲解游标卡尺、螺旋测微器的构造与读数方法，电压表、电流表的量程选择及读数规则，为后续电阻率测量搭建实验技能学习支架。 该资料以“原理-操作-例题-练习”为主线，通过游标卡尺不同分度对比、螺旋测微器半毫米刻度判断等细节设计，培养学生科学探究能力与严谨科学态度，课中辅助教师演示教学，课后助力学生巩固仪器使用要点，弥补实验操作盲区。

第3节　实验：导体电阻率的测量 第1课时　长度的测量及测量工具的选用 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1所示) 2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径等。 3．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相加，就是被测物体的长度。 二、螺旋测微器 1．构造 如图2所示，它的测砧A和固定刻度B是固定在尺架C上的，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，通过精密螺纹套在B上。 2．使用方法 当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，听到“喀喀”声时停止。 三、电压表、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量程的电压表和0～3 A量程的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0．1 V和0．1 A，还要估读到下一位，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。 (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。 题型一　游标卡尺的原理与读数 1．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。 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，其规格见下表： 刻度格 数(分度) 刻度总 长度 1 mm与每小 格的差值 精确度 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 2．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。 　用10分度的游标卡尺测量某物体长度，测得的读数如图所示，则该物体的长度为(　　) A．1．7 mm　　　 　　　 B．1．37 mm C．1．2 mm D．13．7 mm [解析]　由题图可知，游标尺为10分度，且第7个小格与主尺对齐，则物体的长度l＝13 mm＋0．1×7 mm＝13．7 mm。 [答案]　D 　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 [解析]　游标卡尺的固定刻度读数为20 mm，游标尺读数为0．05×6 mm＝0．30 mm，所以最终读数为20 mm＋0．30 mm＝20．30 mm。 [答案]　A 题型二　螺旋测微器的原理与读数 1．原理：精密螺纹的螺距是0．5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0．5 mm，可动刻度分成50等份，因此每旋转一格，对应测微螺杆F前进或后退0．01 mm。0．01 mm即为螺旋测微器的精确度。 2．读数方法：L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值。 3．注意事项 (1)读数时要准确到0．01 mm，还要估读一位，即测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留3位。 (2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出。 　利用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图所示，金属丝的直径为(　　) A．1．040 mm　　　　　 B．1．400 mm C．0．940 mm D．0．900 mm [解析]　螺旋测微器读数是固定刻度读数(0．5 mm的整数倍)加可动刻度读数(0．5 mm以下的小数)，题图中读数D＝0．5 mm＋40．0×0．01 mm＝0．900 mm。 [答案]　D 　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]　依据螺旋测微器读数的基本原理，被测长度的半毫米刻度值在固定刻度上读出，而可动刻度的示数要估读到0．001 mm，则题图甲读数为0．010 mm，题图乙读数为(6．5＋37．0×0．01) mm＝6．870 mm，故金属板的厚度d＝6．870 mm－0．010 mm＝6．860 mm。 [答案]　0．010　6．870　6．860 题型三　电表的使用和读数 对于电表，正确读数必须做到以下三点 (1)要注意量程。 (2)要弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的值。 (3)要掌握基本仪器的读数原则。最小刻度是“1”的仪器，要求读到最小刻度后再往下估读一位；最小刻度是“2”和“5”的仪器，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。 　(1)如图甲所示，电压表选0～3 V量程时的读数为________V，电压表选0～15 V量程时的读数为________V。 (2)如图乙所示，电流表选0～0．6 A量程时的读数为________A，电流表选0～3 A量程时的读数为________A。 (3)如图丙所示，电阻箱的读数为_______________________Ω。 [解析]　(1)由题图甲可知，电压表选0～3 V量程时，电压表的分度值为0．1 V，读数为1．20 V。 电压表选0～15 V量程时，电压表分度值为0．5 V，读数为6．0 V。 (2)由题图乙可知，电流表选0～0．6 A量程时，分度值为0．02 A，读数为0．50 A。 电流表选0～3 A量程时，分度值为0．1 A，读数为2．50 A。 (3)根据题图丙结合电阻箱的读数规则可得，电阻箱的读数为5×100 Ω＋3×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0．1 Ω＝530．0 Ω。 [答案]　(1)1．20　6．0　(2)0．50　2．50 (3)530．0 　(2025·四川南充市期中)采用图甲所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。 (1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在____________(选填“最左”或“最右”)端。 (2)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图乙所示，可知金属丝的半径R＝____________mm；用游标卡尺测量金属丝的长度，如图丙所示，可知金属丝的长度L＝____________cm。 (3)在对上述金属丝接入到电路图中进行测量，发现电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图丁、戊所示，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A。 [解析]　(1)实验时，闭合开关S前，电路中电流应该最小，则滑动变阻器的滑片P应处在最左端。 (2)金属丝的直径为1．5 mm＋0．01 mm×25．0＝1．750 mm，半径R＝0．875 mm；金属丝的长度L＝5 cm＋0．1 mm×4＝5．04 cm。 (3)电压表的最小刻度为0．1 V，则读数为2．60 V，电流表的最小刻度为0．02 A，则读数为0．52 A。 [答案]　(1)最左　(2)0．875　5．04　(3)2．60　0．52 题型四　伏安法测电阻 1．电流表内接法和外接法的比较 项目 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＝IR R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 2．电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法：已知被测电阻大约值和电表内阻大约值时，当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，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 当 < 即当Rx＞ 时，用电流表内接法；当 > 即当Rx＜ 时，用电流表外接法；当Rx＝ 时，两种接法效果相同。 (3)试触法：如图，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。 　(多选)如图所示，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，那么有关待测电阻Rx的说法正确的是(　　) A．Rx的测量值比真实值大 B．Rx的测量值比真实值小 C．Rx的真实值为99．8 Ω D．Rx的真实值为100．2 Ω [解析]　由电路图可知，实验采用了电流表的内接法，电阻的测量值R＝＝100 Ω；由电路图可知，电压表所测的是电流表与待测电阻的电压之和，因此电阻测量值是待测电阻阻值与电流表内阻之和，则电阻的真实值Rx＝R－RA＝100 Ω－0．2 Ω＝99．8 Ω，测量值大于真实值，故A、C正确，B、D错误。 [答案]　AC 　用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法。其所用电压表内阻为5 000 Ω，电流表内阻为0．5 Ω。 (1)当测量100 Ω左右的电阻时，宜采用________电路。 (2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、0．5 A，则此电阻的测量值为________Ω，真实值为________Ω。 [解析]　(1)＝ Ω＝50 Ω＜Rx，Rx为大电阻，故电流表采用内接法误差较小，应采用甲电路。 (2)如果采用乙电路，则有 R测＝＝ Ω＝20 Ω ＋＝I 解得Rx≈20．08 Ω。 [答案]　(1)甲　(2)20　20．08 1．实验小组为测量某横截面为圆形、粗细均匀的金属丝的电阻率，先用螺旋测微器测定该金属丝的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径D＝________mm。然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测量该金属丝的长度，测得的结果如图乙所示，则该工件的长度L＝________cm。 解析：金属丝的直径D＝2 mm＋15．0×0．01 mm＝2．150 mm，工件的长度L＝50 mm＋5×0．05 mm＝50．25 mm＝5．025 cm。 答案：2．150　5．025 2．某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数，该金属圆片的直径的测量值为______mm，厚度的测量值为________mm。 解析：该金属圆片的直径的测量值为100 mm＋0．05 mm×10＝100．50 mm，厚度的测量值为3 mm＋0．01 mm×20．0＝3．200 mm。 答案：100．50　3．200 3．在测定金属电阻率的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻。螺旋测微器示数及电流表、电压表的示数都如图所示，则可读出该金属丝的直径是________mm，电压表示数为________V，电流表示数为________A，计算得出金属丝的电阻是________Ω(要求保留3位有效数字)。除此以外，还需测量的物理量是___________________________。 　 解析：螺旋测微器的精确值为0．01 mm，由题图甲可知该金属丝的直径d＝1 mm＋40．0×0．01 mm＝1．400 mm，题图丙中电压表选择量程为0～15 V，分度值为0．5 V，由题图丙可知电压表示数为5．0 V；题图乙中电流表选择量程为0～0．6 A，分度值为0．02 A，由题图乙可知电流表示数为0．44 A；根据欧姆定律可得，金属丝的电阻值R＝＝ Ω≈11．4 Ω，根据电阻定律可得R＝ρ＝ρ，可知为了测定金属电阻率，还需测量的物理量是金属丝接入电路的长度L。 答案：1．400　5．0　0．44　11．4　金属丝接入电路的长度 学科网（北京）股份有限公司 $