第二章 4 实验1 长度的测量、电表的读数（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（教科版）

本高中物理讲义聚焦长度测量与电表读数核心知识点，系统梳理游标卡尺（10/20/50分度）、螺旋测微器的构造原理及读数步骤，衔接电流表、电压表的量程选择与估读规则，通过例题解析与针对训练搭建完整学习支架。 资料通过分层讲解仪器原理、典型例题与变式训练结合，突出科学思维中的模型建构与科学推理，强调螺旋测微器微调操作等科学探究细节，培养严谨的科学态度。课中助力教师演示教学，课后学生可通过课时对点练巩固读数技能，弥补操作与计算盲点。

4　实验：测量金属的电阻率 实验1　长度的测量、电表的读数 [学习目标]　1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法(重难点)。2.掌握电流表、电压表的读数方法(重点)。 一、游标卡尺的测量原理及使用 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.各部件的用途 (1)内测量爪：用来测量槽的宽度和小圆管的内径。 (2)外测量爪：用来测量零件的厚度和小圆管的外径。 (3)深度尺：固定在游标尺上，用来测量槽、孔和筒的深度。 (4)紧固螺钉：读数时，为了防止游标尺移动，旋紧紧固螺钉可使游标尺固定在主尺上。 3.游标卡尺的原理 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总长度少1 mm，常见的游标卡尺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 每小格与主尺最小刻度(1 mm)的差值 精度 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 4.读数方法：先读主尺上的刻度，当游标尺上第n条刻度线与主尺上某一刻度线对齐时，则： 10分度：测量值=主尺整毫米数+n× mm 20分度：测量值=主尺整毫米数+n× mm 50分度：测量值=主尺整毫米数+n× mm 注意：(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读。但读数要注意最小精度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉。读数时一般以毫米为单位，再进行单位换算。 (2)读数时，要注意游标尺第几条刻度线(不含零刻度线)与主尺对齐。 例1　物理实验中。用游标卡尺测量某金属管的外径，示数如图所示。则该金属管的外径为　　　　　 mm。  答案　21.8 解析　该游标卡尺精度为0.1 mm，金属管的外径为21 mm+8×0.1 mm=21.8 mm。 例2　(2024·乐山市高二期中)如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的读数依次为　　　　mm、　　　　mm、　　　　mm。  答案　17.3　23.35　10.38 解析　题图甲读数：整毫米数是17 mm，游标尺读数是3×0.1 mm=0.3 mm，最后读数是17 mm+0.3 mm=17.3 mm；题图乙读数：整毫米数是23 mm，游标尺读数是7×0.05 mm=0.35 mm，最后读数是23 mm+0.35 mm=23.35 mm；题图丙读数：整毫米数是10 mm，游标尺读数是19×0.02 mm=0.38 mm，最后读数是10 mm+0.38 mm=10.38 mm。 二、螺旋测微器的测量原理及使用 1.结构：如图所示，测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、粗调旋钮D、微调旋钮D'、测微螺杆F是连在一起的，通过精密螺纹套在B上。 2.测量原理 螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的。 (1)固定刻度B上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上分为50等份，每转动一小格，F前进或后退距离为 mm=0.01 mm，即螺旋测微器的精度为0.01 mm。读数时再估读一位，则估读到毫米的千分位，因此，螺旋测微器又叫千分尺。 (2)可动刻度在固定刻度上旋转一周，可动刻度便沿着固定刻度方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来，如图所示。 3.读数方法 (1)先读固定刻度：毫米的整数部分。 (2)再读半毫米刻度，若半毫米刻度线已露出，记作0.5 mm；若半毫米刻度线未露出，记作0.0 mm。 (3)再读可动刻度(注意估读一位)记作n×0.01 mm。 (4)最终读数结果为：固定刻度+半刻度+可动刻度。 如图中固定刻度为2 mm，半毫米刻度线未露出，可动刻度读数为12.5(其中“12”是准确格数，“0.5”是估读的格数)，故被测长度是2 mm+0+0.01×12.5 mm=2.125 mm。 4.注意事项： (1)测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用粗调旋钮，改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。 (2)读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米作单位，则小数点后面必须保留三位数字。 例3　(2024·内江市高二期中)螺旋测微器为精密仪器，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，为防止螺旋测微器损伤，当测砧和测微螺杆快接触合金丝时应改为旋转图甲所示的部件　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)，将会听到“喀喀”响声，表示已经夹紧，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前还应先旋紧如图甲所示的部件　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)。从图乙中的示数可读出合金丝的直径为　　　　 mm。  答案　D　B　3.700 解析　当测砧和测微螺杆快接触合金丝时，应改为旋转微调旋钮，即D部件；为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前还应先旋紧锁紧装置，即B部件，螺旋测微器应该读到毫米千分位，合金丝的直径为d=3.5 mm+0.200 mm=3.700 mm。 针对训练1　读出下面螺旋测微器测量的读数。 甲：　　　mm，乙：　　　mm，丙：　　　mm。  答案　3.550　3.205　0.900 三、电压表、电流表的读数 1.对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时对应的电压或电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可。 2.读数原则： (1)最小刻度是1、0.1、0.01，按十分之一估读，可分别估读到0.1、0.01、0.001； (2)最小刻度是2、0.2、0.02，按二分之一估读，可分别估读到1、0.1、0.01； (3)最小刻度是5、0.5、0.05，按五分之一估读，可分别估读到1、0.1、0.01。 例如： (1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表的读数方法相同，此量程下的精度分别是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。 (2)对于0~15 V量程的电压表，精度是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4　(2023·绵阳市高二期中)关于电流表和电压表的读数： (1)如图甲所示是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，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)图乙为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)电流表和电压表的接线柱上的数字表示其量程。由题图甲知，当使用电流表的刻度盘上的“-”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0.1 A，电流表示数为17.0×0.1 A=1.70 A。 (2)由题图乙知，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0.5 V，电压表示数为22×0.5 V=11.0 V。 针对训练2　请写出下列各表的读数，把答案填在图下的横线上。 (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 答案　(1)0.90 V　1.90 A (2)10.0 V　10.5 V　10.2 V(或10.3 V) (3)0.40 A　0.50 A 课时对点练 [分值：50分] 1.(4分)(2024·遂宁市高二期中)如图，游标卡尺测量某圆柱体的直径d=　　　　 mm。  答案　13.7 解析　圆柱体的直径为d=13 mm+0.1×7 mm=13.7 mm。 2.(4分)用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图所示，D=　　　　　 mm。  答案　2.706 解析　根据螺旋测微器的读数规则，金属丝的直径D=2.5 mm+20.6×0.01 mm=2.706 mm。 题点　半毫米刻度线露出时的读数 3.(4分)(2024·宜宾市叙州区第二中学期末)如图甲，螺旋测微器的示数为　　　　mm，如图乙，游标卡尺的示数为　　　 cm。  答案　1.845(1.844、1.846均可)　4.240 解析　由题图甲知，螺旋测微器的示数为 1.5 mm+34.5×0.01 mm=1.845 mm 由题图乙知，游标卡尺的示数为 42 mm+8×0.05 mm=42.40 mm=4.240 cm。 题点　半毫米刻度线露出时的读数　20分度游标卡尺的读数 4.(4分)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)(1分)接0~3 V量程时读数为　　　　 V。  (2)(1分)接0~15 V量程时读数为　　　　V。  (3)(1分)接0~3 A量程时读数为　　　　A。  (4)(1分)接0~0.6 A量程时读数为　　　　A。  答案　(1)1.90　(2)9.5　(3)0.85　(4)0.17 题点　电流表、电压表读数 5.(4分)(2024·成都外国语学校高二月考)某次测量中，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图所示： 螺旋测微器的读数是　　　　mm，游标卡尺的读数是　　　　 mm(20分度，游标尺零刻线被污染)。  答案　1.610　38.35 解析　螺旋测微器的精度为0.01 mm，由题图可知螺旋测微器的读数为1.5 mm+11.0×0.01 mm=1.610 mm 20分度游标卡尺的精度为0.05 mm，即游标尺一格为0.95 mm，由题图可知游标尺第7格与主尺刻度4.50 cm对齐，则游标卡尺的读数为4.50 cm-7×0.95 mm=38.35 mm。 题点　半毫米刻度线露出时的读数　20分度游标卡尺的读数 6.(6分)(2024·广元市高二期中)某同学用50分度游标卡尺测小球的直径，读数前应锁定图甲中的部件　　　　(选填“A”“B”或“C”)，游标卡尺读数部分放大图如图乙所示，读数为　　　　 mm。将小球放入游标卡尺的凹槽内，具体操作如图丙所示，该操作会导致小球直径的测量值　　　　真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。  答案　A　11.28　小于 解析　为防止读数时游标尺发生移动，读数前应先旋紧紧固螺钉A；游标卡尺的读数为11 mm+14×0.02 mm=11.28 mm；小球放入游标卡尺的凹槽内，测量的并不是小球的直径，测量结果小于真实值。 7.(9分)(1)(3分)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝的直径是　　　　 mm。  (2)(6分)①图乙使用0.6 A量程时，图中表针读数是　　　　 A。  ②图丙使用15 V量程，图中表针读数为　　　　 V。  答案　(1)2.150　(2)0.44　8.5 解析　(1)根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 2 mm+0.01×15.0 mm=2.150 mm (2)电流表量程为0.6 A，精度为0.02 A，则指针读数为0.44 A；电压表量程为15 V，精度为0.5 V，则指针读数为8.5 V。 8.(8分)读出如图所示的螺旋测微器和游标卡尺的示数，螺旋测微器的读数为　　　　mm，使用游标尺为10个小等分刻度的游标卡尺测量一物体的尺寸，得到图中的游标卡尺的示数，由于遮挡，只能看到游标卡尺的后半部分，图中游标卡尺的读数为　　　　cm。  答案　12.800　3.45 解析　螺旋测微器的读数为12.5 mm+0.01 mm×30.0=12.800 mm； 游标卡尺的读数为39 cm-5×0.9 mm=34.5 mm=3.45 cm。 题点　半毫米刻度线露出时的读数　10分度游标卡尺读数 9.(7分)新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”，使读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据。通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三种规格：新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是19 mm等分成10份，39 mm等分成20份，99 mm等分成50份。如图就是一个“39 mm 等分成20份”的新式游标卡尺。用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是　　　　 cm。  答案　3.030 解析　游标卡尺是利用差值读数原理设计的，20分度游标卡尺，游标尺的总长度为39 mm，每小格为1.95 mm，比主尺最小刻度的2倍小0.05 mm，故精度为0.05 mm；游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数=30 mm+0.05 mm×6=30.30 mm=3.030 cm。 题点　20分度游标卡尺读数 学科网（北京）股份有限公司 $