2.4 第1课时 长度的测量及测量工具的选用(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦“测量金属的电阻率”实验第1课时，核心讲解游标卡尺、螺旋测微器的构造与读数，以及电压表、电流表的选择和接法，从实验需求导入，衔接电路基础，搭建测量技能学习支架。 其亮点是以科学思维为核心，通过游标卡尺分度对比表、螺旋测微器校零步骤等模型建构，结合例题与素养训练培养科学探究能力，强调误差分析与严谨读数，助力学生形成物理观念，教师可高效开展实验教学。

4.实验：测量金属的电阻率 第1课时　长度的测量及测量工具的选用 第二章　电路及其应用 1 素养目标 物理观念：1.知道常用长度的测量工具：刻度尺、游标卡尺和螺旋测 微器。 2. 知道电压表和电流表的选择、接法和读数。 科学思维：掌握游标卡尺和螺旋测微器测量长度的原理和读数方法。 科学探究：系统进行实验操作与误差分析。 科学态度与责任：养成严谨、协作的科学态度。 2 目 录 CONTENTS 基础知识落实 核心要点突破 教学效果检测 3 基础知识落实 目 录 4 知识点一　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） 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 尺读数和游标卡尺读数相加，就是被测物体的长度。 2. 用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 知识点二　螺旋测微器 1. 构造：常用的螺旋测微器的结构图如图所示。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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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'，直到听到“喀喀”声。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 核心要点突破 目 录 9 要点一　游标卡尺的原理与读数 1. 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） 游标尺刻度 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 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 在某次实验中，某同学用游标卡尺测量了金属丝长度，如图所示， 读数为 cm。 解析：游标卡尺的固定刻度读数为10 cm，游标尺上第2格刻度线与主尺刻 度线对齐，所以游标尺读数为0.1×2 mm＝0.2 mm＝0.02 cm，所以最终 读数为10 cm＋0.02 cm＝10.02 cm。 10.02　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　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。 A　 11.25　 解析：测量尺寸较小管件的内径时用游标卡尺的内测量爪A进行测量；钢 笔帽的内径为：11 mm＋5×0.05 mm＝11.25 mm。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点二　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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 特别提醒 （1）读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，测量结果若用毫米作 为单位，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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 0.010　 6.870　 6.860　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　（2026·四川成都期中）（1）某同学用游标卡尺测量了一薄金属圆片的 直径，如图甲所示，该金属圆片的直径的测量值为 cm。 解析： 20分度游标卡尺的精确值为0.05 mm，由图甲可知该金属圆片 的直径为 12 mm＋9×0.05 mm＝12.45 mm＝1.245 cm。 1.245　 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示，该金属丝的直 径d＝ mm。 解析： 螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由图乙可知该金属丝的 直径为 d＝1.5 mm＋21.0×0.01 mm＝1.710 mm。 1.710（1.709～1.711均可）　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点三　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. （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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （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，即读 到0.01 A。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 解析： 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。 0.02　 0.44　 0.1　 2.20　 目 录 物 理·必修第三册（JK） （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： 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。 0.1　 1.70　 0.5　 8.5　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　在某次测量电路的实验中： （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。 解析： 螺旋测微器的读数为d＝2.5 mm＋43.3×0.01 mm＝2.933 mm。 2.933（2.931～2.934均可）　 目 录 物 理·必修第三册（JK） （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： 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。 2.60　 0.52　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点四　电压表和电流表的使用 1. 电表的两种接法 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 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 选择电流表内、外接的常用方法 （1）直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计的情况，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Rx＞时，用电流表内接法， 当Rx＜时，用电流表外接法， 当Rx＝时，两种接法效果相同。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （3）试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图所 示，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，若电压表的示数变化明显，说明电流表的分压作用对电路影响 大，所以应选外接法。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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 （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。 Rx1　 大于　 小于　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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，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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　如图甲、乙所示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 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 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。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 教学效果检测 目 录 33 1. 如图电路中，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，下列说法正确的是（　　） A. 电路的连接方法是外接法 B. Rx的真实值为100 Ω C. Rx的真实值为99.8 Ω D. Rx的真实值为100.2 Ω √ 解析： 　该电路采用的是电流表内接法，根据电路图可知，Rx的真实值 为：Rx＝－RA＝ Ω－0.2 Ω＝99.8 Ω，故选C。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 在测量一根粗细均匀合金丝直径的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝 直径的过程如图甲、乙所示，校零时的读数为 mm，合金丝的直 径为 mm。 解析：校零时螺旋测微器的读数为0＋1.0×0.01 mm＝0.010 mm，测量时 螺旋测微器的读数为0.5 mm＋15.0×0.01 mm＝0.650 mm。 合金丝的直径为0.650 mm－0.010 mm＝0.640 mm。 0.010　 0.640　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. 如图所示，请读出各游标卡尺的读数：图甲 ，图 乙 ， 图丙 。 11.4 mm　 10.60 mm　 4.20 mm　 解析：图甲的读数为11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm，图乙的读数为10 mm＋12×0.05 mm＝10.60 mm，图丙的读数为4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 4. （2026·四川南充期中）用游标为20分度的卡尺测量某一物体的宽度情 况如图甲所示，其读数为 mm；用螺旋测微器测某一物体的长度 情况如图乙所示，其读数为 mm；多用表选直流0.6 A档测电 流，电表示数如图丙所示，此时电表读数为 A。 23.35　 4.700　 0.52　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析：20分度游标卡尺的精确度为0.05 mm，由图甲可知其读数为23 mm ＋7×0.05 mm＝23.35 mm。螺旋测微器的精确度为0.01 mm，由图乙可知 其读数为4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm。0.6 A档的分度值为0.02 A，由图可知其读数为0.52 A。 目 录 物 理·必修第三册（JK） $