11.3 实验：导体电阻率的测量 导学案 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理导学案聚焦“长度的测量及测量工具的选用”，核心内容包括游标卡尺、螺旋测微器的原理与读数，以及电压表、电流表的读数方法。通过实验需求导入，衔接基础测量知识，为后续导体电阻率测量搭建关键实验技能支架。 资料特色在于分类型原理梳理、典型例题解析及能力自测设计，通过具体操作步骤和读数规则培养学生科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究能力，帮助学生掌握实验技能，提升解决实际测量问题的效率。

第3节 实验：导体电阻率的测量 学案 实验1　长度的测量及测量工具的选用 学习目标： 1.掌握长度测量工具的原理以及使用和读数问题。 2.掌握电压表和电流表的读数 实验基础知识梳理： 一、游标卡尺 1.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： 刻度格数(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 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。读数时不估读。 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综合起来，就是被测物体的长度。 二、螺旋测微器 1.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。 2.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)。 3.使用：用螺旋测微器测量物体的微小尺寸时，先使测微螺杆与测砧接触，可动刻度的左边缘与固定刻度的零刻度线对正；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。 重、难点理解： 1　游标卡尺的原理和读数 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：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个的、20个的、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 精确度(可准确到) 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表示由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线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm。 典例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。 答案　2.23　2.99 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。 典例２：在用游标卡尺测量某金属小球的直径时，示数如图所示，读数为________cm。 答案　0.675 解析　游标卡尺的精确度为0.05 mm，主尺读数为0.6 cm，游标尺上第15格刻度线与主尺刻度线对齐，所以游标尺读数为：0.05×15 mm＝0.75 mm＝0.075 cm，所以最终读数为：0.6 cm＋0.075 cm＝0.675 cm。 2　螺旋测微器的原理和读数 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 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。 3.使用方法 当A与F并拢时，可动刻度E的右边缘恰好跟固定刻度B的零刻度线重合，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′，直到听到“喀喀”声。 4.读数方法 L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值。 注意事项　(1)读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，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。 典例３：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(0.009或0.011也对)　6.870(6.869或6.871也对)　6.860(等于第二空中数据减第一空中数据的差值均可) 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毫米，则图a读数为0.010 mm， 图b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。 3　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。 典例4：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。 答案　(1)0.02　0.44　0.1　2.20 (2)0.1　1.70　0.5　8.5 解析　(1)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)使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格为0.5 V，表针示数为8.5 V。 能力自测： 1.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________，图乙读数为________，图丙读数为________。 2.如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________mm、________ mm、________mm。 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。 4.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。 参考答案： 1.答案　4.120 cm　0.990 mm　1.510 mm 解析　题图甲主尺示数为4.1 cm，游标尺上第10格对齐，精确度为0.02，故图甲读数为41 mm＋0.02×10 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，螺旋上49.0格对齐，故图乙读数为0.5 mm＋0.01×49.0 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，可动刻度读数为0.010 mm，图丙读数为1.510 mm。 2.答案　16.6　23.75　10.40 3.答案　(1)2.935　(2)2.60　0.52 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U＝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I＝0.52 A。 4.答案　(1)1.90　(2)9.5　(3)0.85　(4)0.17 学科网（北京）股份有限公司 $