4實驗：導體電阻率的測量第1課時實驗：長度的測量及測量工具的選用[學習目標]1.掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法(重難點)。2.掌握電流表、電壓表的讀數方法(重點)。一、游標卡尺的測量原理及使用1．構造：主尺、游標尺(主尺和游標尺上分別有內、外測量爪)、游標卡尺上還有一個深度尺。(如圖所示)2．各部件的用途(1)內測量爪：用來測量槽的寬度和小圓管的內徑等。(2)外測量爪：用來測量小鋼球的直徑、小圓管的外徑、教科書的厚度等。(3)深度尺：固定在游標尺上，用來測量槽、孔和筒的深度。(4)緊固螺釘：讀數時，為了防止游標尺移動，旋緊緊固螺釘可使游標尺固定在主尺上。3．游標卡尺的原理利用主尺的單位刻度與游標尺的單位刻度之間固定的微量差值來提高測量精度的。無論游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm，常見的游標卡尺有10分度、20分度、50分度三種。其規格見下表：刻度格數(分度)刻度總長度每小格與主尺最小刻度(1mm)的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.讀數方法：先讀主尺上的刻度，當游標尺上第N條刻度線與主尺上某一刻度線對齊時，則：10分度：測量值＝主尺整毫米數＋N×eq\f(1,10)mm20分度：測量值＝主尺整毫米數＋N×eq\f(1,20)mm50分度：測量值＝主尺整毫米數＋N×eq\f(1,50)mm注意：(1)游標卡尺是根據刻度線對齊來讀數的，所以不需要估讀。但讀數要注意最小精確度所在的位數，如果讀數最后一位是零，該零不能去掉。讀數時一般以毫米為單位，再進行單位換算。(2)讀數時，要注意游標尺第幾條刻度線(不含零刻度線)與主尺對齊。例1如圖甲為一游標卡尺的結構示意圖，當測量一鋼筆帽的內徑時，應該用游標卡尺的_____(選填“A”“B”或“C”)進行測量；示數如圖乙所示，該鋼筆帽的內徑為______mm。答案A11.25解析只有用A的兩邊緣才能測出鋼筆帽的內徑；由題圖乙可知，鋼筆帽的內徑d＝11mm＋0.05×5mm＝11.25mm。例2如圖甲、乙、丙所示的三把游標卡尺，它們的讀數依次為________mm、________mm、________mm。答案17.323.3510.38解析題圖甲讀數：整毫米數是17mm，游標尺讀數是3×0.1mm＝0.3mm，最后讀數是17mm＋0.3mm＝17.3mm；題圖乙讀數：整毫米數是23mm，游標尺讀數是7×0.05mm＝0.35mm，最后讀數是23mm＋0.35mm＝23.35mm；題圖丙讀數：整毫米數是10mm，游標尺讀數是19×0.02mm＝0.38mm，最后讀數是10mm＋0.38mm＝10.38mm。二、螺旋測微器的測量原理及使用1．結構：如圖所示，測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動刻度E、旋鈕D、微調旋鈕D′、測微螺桿F是連在一起的，通過精密螺紋套在B上。2．測量原理螺旋測微器是依據螺旋放大的原理制成的。(1)固定刻度B上的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉一周，F前進或后退0.5mm，而可動刻度E上分為50等份，每轉動一小格，F前進或后退距離為eq\f(0.5,50)mm＝0.01mm，即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數時再估讀一位，則估讀到毫米的千分位，因此，螺旋測微器又叫千分尺。(2)可動刻度在固定刻度上旋轉一周，可動刻度便沿著固定刻度方向前進或后退一個螺距的距離。因此，沿軸線方向移動的微小距離，就能用圓周上的讀數表示出來，如圖所示。3．讀數方法(1)先讀固定刻度：毫米的整數部分。(2)再讀半毫米刻度，若半毫米刻度線已露出，記作0.5mm；若半毫米刻度線未露出，記作0.0mm。(3)再讀可動刻度(注意估讀一位)記作n×0.01mm。(4)最終讀數結果為：固定刻度＋半刻度＋可動刻度。如圖中固定刻度為2mm，半毫米刻度線未露出，可動刻度讀數為12.5(其中“12”是準確格數，“0.5”是估讀的格數)，故被測長度是2mm＋0＋0.01×12.5mm＝2.125mm。4．注意事項(1)測量時，在測微螺桿快靠近被測物體時應停止使用旋鈕，改用微調旋鈕，避免產生過大的壓力，既可使測量結果精確，又能保護螺旋測微器。(2)讀數時準確到0.01mm，要估讀到0.001mm，測量結果若用毫米作單位，則小數點后面必須保留三位數字。例3螺旋測微器為精密儀器，用螺旋測微器測量合金絲的直徑時，為防止螺旋測微器損傷，當測砧和測微螺桿快接觸合金絲時應改為旋轉圖甲所示的部件_____(選填“A”“B”“C”或“D”)，將會聽到“喀喀”響聲，表示已經夾緊，為防止讀數時測微螺桿發生轉動，讀數前還應先旋緊如圖甲所示的部件________(選填“A”“B”“C”或“D”)。從圖乙中的示數可讀出合金絲的直徑為________mm。答案DB3.700解析當測砧和測微螺桿快接觸合金絲時，應改為旋轉微調旋鈕，即D部件；為防止讀數時測微螺桿發生轉動，讀數前還應先旋緊鎖緊裝置，即B部件，螺旋測微器可以讀到毫米千分位，合金絲的直徑為d＝3.5mm＋0.200mm＝3.700mm。例4讀出下面螺旋測微器測量的讀數。甲________mm，乙________mm，丙________mm。答案3.5503.2050.800三、電壓表、電流表的讀數1．對于電壓表和電流表的讀數問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時對應的電壓或電流，然后根據表盤總的刻度數確定精確度，按照指針的實際位置進行讀數即可。2．讀數原則：(1)最小刻度是1、0.1、0.01，按十分之一估讀，可分別估讀到0.1、0.01、0.001；(2)最小刻度是2、0.2、0.02，按二分之一估讀，可分別估讀到1、0.1、0.01；(3)最小刻度是5、0.5、0.05，按五分之一估讀，可分別估讀到1、0.1、0.01。例如：(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表的讀數方法相同，此量程下的精確度分別是0.1V和0.1A，看清楚指針的實際位置，讀到小數點后面兩位。(2)對于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數時只要求讀到小數點后面一位，即讀到0.1V。(3)對于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，在讀數時只要求讀到小數點后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A。例5如圖為電流表和電壓表的刻度盤。(1)圖甲使用0.6A量程時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針的示數是______A；當使用3A量程時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數為________A。(2)圖乙使用較小量程時，每小格表示______V，圖中表針的示數為______V；若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示______V，圖中表針示數為______V。答案(1)0.020.440.12.20(2)0.11.700.58.5例6請完成下列各表的讀數，把答案填在圖下的橫線上。(1)量程為0～3V和0～3A的電表讀數。讀數________讀數________(2)量程為0～15V的電壓表讀數。讀數________讀數________(3)量程為0～0.6A的電流表讀數。讀數________讀數________答案(1)0.90V1.90A(2)10.0V10.2V(或10.3V)(3)0.40A0.50A課時對點練[分值：50分]1、2題每題3分，3題4分，4題8分，5題6分，6題8分，7題6分，8題8分，9題4分，共50分1．(3分)(2023·北京四中高二期末)用10分度的游標卡尺測量小球的直徑，測量的示數如圖所示，讀出小球直徑d的值為________mm。答案18.4解析該游標卡尺是10分度的，精度為0.1mm，故小球直徑d的值為d＝18mm＋4×0.1mm＝18.4mm。2．(3分)某興趣小組用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的示數如圖，則讀數為________mm。答案0.900解析固定刻度讀數為0.5mm，可動刻度讀數為40.0×0.01mm，則最終讀數為0.900mm。3．(4分)(2023·浙江大學附屬中學高二期中)陳老師用20分度的游標卡尺和螺旋測微器分別測量某金屬圓片的直徑和厚度，示數如圖所示。該游標卡尺示數為________cm，螺旋測微器示數為________cm。答案10.0450.3200解析游標卡尺是20分度的，故精度為0.05mm，根據游標卡尺的讀數規則，金屬片的直徑為D＝100mm＋9×0.05mm＝100.45mm＝10.045cm根據螺旋測微器的讀數規則可知d＝3mm＋20.0×0.01mm＝3.200mm＝0.3200cm。4．(8分)電壓表量程一般有兩種：0～3V和0～15V；電流表量程一般有兩種：0～0.6A和0～3A。如圖所示：(1)(2分)接0～3V量程時讀數為________V。(2)(2分)接0～15V量程時讀數為________V。(3)(2分)接0～3A量程時讀數為________A。(4)(2分)接0～0.6A量程時讀數為________A。答案(1)1.90(2)9.5(3)0.85(4)0.175．(6分)(2023·鐵嶺清河高級中學高二階段檢測)用量程為3V的電壓表和量程為0.6A的電流表測金屬絲的電壓和電流時讀數如圖所示，則電壓表的讀數為U＝________V，電流表的讀數為I＝________A。答案2.600.52解析電壓表的每小格表示0.1V，所以估讀到0.01V，故電壓表的讀數為U＝2.60V電流表每小格表示0.02A，所以估讀到0.01A，故電流表的讀數為I＝0.52A。6．(8分)(2023·山西渾源中學高二測試)(1)(4分)如圖所示的兩把游標卡尺，它們的游標尺從左至右分別為9mm長10等分、19mm長20等分，它們的讀數依次為________mm，________cm；(2)(4分)使用螺旋測微器測量兩金屬絲的直徑，示數如圖所示，圖(a)、(b)金屬絲的直徑分別為________mm，________cm。答案(1)47.75.385(2)2.1580.0041解析(1)10分度的游標卡尺精確度為0.1mm,20分度的游標卡尺精確度為0.05mm，其讀數等于主尺讀數與游標尺讀數之和，所以讀數依次為x1＝47mm＋7×0.1mm＝47.7mmx2＝53mm＋17×0.05mm＝53.85mm＝5.385cm(2)d1＝2mm＋15.8×0.01mm＝2.158mmd2＝0＋4.1×0.01mm＝0.041mm＝0.0041cm。7．(6分)某同學用50分度游標卡尺測小球的直徑，讀數前應鎖定圖甲中的部件________(選填“A”“B”或“C”)，游標卡尺讀數部分放大圖如圖乙所示，讀數為________mm。將小球放入游標卡尺的凹槽內，具體操作如圖丙所示，該操作會導致小球直徑的測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值。答案A11.28小于解析為防止讀數時游標尺發生移動，讀數前應先旋緊緊固螺釘A；游標卡尺的讀數為11mm＋14×0.02mm＝11.28mm；小球放入游標卡尺的凹槽內，測量的并不是小球的直徑，測量結果小于真實值。8．(8分)讀出如圖所示的螺旋測微器和游標卡尺的示數，螺旋測微器的示數為_________mm，使用游標尺為10個小等分刻度的游標卡尺測量一物體的尺寸，得到圖中的游標卡尺的讀數，由于遮擋，只能看到游標的后半部分，圖中游標卡尺的讀數為________cm。答案12.8003.45解析螺旋測微器的示數為12.5mm＋0.01mm×30.0＝12.800mm；游標卡尺的讀數為39mm－5×0.9mm＝34.5mm＝3.45cm。9．(4分)新式游標卡尺的刻度線看起來很“稀疏”，使讀數顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數據。通常游標卡尺的刻度有10分度、20分度和50