【江苏专版】35 第八章 实验十　长度的测量及测量工具的选用 课件《高考快车道》2026高考物理一轮总复习

(共38张PPT)
第八章　恒定电流
实验十　长度的测量及测量工具的选用
实验储备·一览清
1．实验目的
(1)正确使用刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器。
(2)掌握误差和有效数字的概念，能够对各种长度测量仪器进行准确读数。
2．实验原理
(1)刻度尺
①仪器构造：在木板、塑料或金属上每隔1 mm等间隔地刻一条线，如图所示。
②设计原理：常用的刻度尺的最小分度一般为1 mm，使用时估读到毫米的下一位。
(2)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。
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。 常见的游标卡尺的游标尺上等分刻度有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
④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。
如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为 9 mm 长10等分、19 mm长20等分。
图甲读数：主尺读数为17 mm，游标尺读数是 5×0.1 mm ＝0.5 mm，最后结果是17 mm＋0.5 mm＝17.5 mm。图乙读数：主尺读数为 23 mm，游标尺读数是7×0.05 mm＝0.35 mm，最后结果是23 mm＋0.35 mm＝23.35 mm。
(3)螺旋测微器
①构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。
②原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退 0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退 0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为 0.01 mm。 读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
③读数：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)。
如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为 15.0，最后的读数为 2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
3．实验器材
毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表。
4．读数方法
(1)游标卡尺读数
游标卡尺的读数＝主尺读数＋游标尺读数。
游标卡尺的读数应注意以下几点
①精确度。所用的游标卡尺可准确到0.1 mm，还是0.05 mm 或
0.02 mm。游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零。
例如(图1)
正确读数：11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm
易错读成：11.40 mm
例如(图2)
正确读数：10 mm＋12×0.05 mm＝10.60 mm
易错读成：10.6 mm
②主尺上的单位应为厘米
主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。
例如(图3)
正确读数：50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm
易错读成：5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm
③区分零刻度与标尺最前端
例如(图4)
正确读数：14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm
易错读成：13 mm＋10×0.05 mm＝13.50 mm
(2)螺旋测微器读数
螺旋测微器读数＝固定刻度部分读数(mm)＋可动刻度部分读数×精确度(mm)。注意估读，以及半刻度线是否已露出。
(3)电压表和电流表读数
①0～3 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或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。
5．注意事项
(1)使用刻度尺时应注意的两点：
①正确放置的关键是做到：尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜；尺的有刻度的面必须紧贴被测对象，不能“悬空”。
②正确观察的关键是视线在终端刻度线的正前方，视线与刻度面垂直，看清大格数及小格数。
(2)使用游标卡尺的注意事项：
①游标卡尺都是根据刻度线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读，有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐。
②测量物不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口或损坏工件。
③使用游标卡尺时先松动固定游标的坚固螺钉，轻推游标尺。
④测量物上被测距离的连线必须平行于主尺。
⑤读数时，先将游标尺固定，取下被测物体再进行读数。
⑥不能用游标卡尺测表面粗糙物体，也不允许被测物体在测爪间滑动，防止摩擦。
(3)使用螺旋测微器的注意事项：
①旋钮旋转两周测微螺杆才前进1 mm。因此，在可动刻度上读数前，先要判断可动刻度的左边缘的位置，看它是在固定刻度尺0.5 mm刻度线的左侧还是右侧，两种情况下的读数是不一样的。
②螺旋测微器读数时必须估读到0.001 mm这一位置上。
③当测砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。
④测量完毕后，要使测砧与测微螺杆之间留有一定的空隙，以免受热膨胀时两接触面因挤压而被损坏。
实验类型·全突破
[典例1]　(仪器的测量读数)某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其阻值大约为6 Ω。
类型　 教材原型实验
(1)已知该同学用电压表(0～3 V)、电流表(0～0.6 A)测均匀新材料制成的圆柱体的电压、电流时，表盘如图所示，则电压表的读数为________ V，电流表的读数为________ A。
2.20
0.48
(2)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为________ mm；如图乙所示，用游标卡尺测其长度为________ cm。
1.850
4.250
[解析]　(1)电压表最小分度为0.1 V，需要估读一位，读数为2.20 V，电流表的最小分度为0.02 A，不需要估读到下一位，读数为0.48 A。
(2)螺旋测微器测量其横截面直径为
1.5 mm＋35.0×0.01 mm＝1.850 mm
用游标卡尺测其长度为
42 mm＋10×0.05 mm＝4.250 cm。
[典例2]　(电表的读数)(1)如图甲所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中表针示数为________A; 当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表______A，图中表针示数为________A。
(2)如图乙所示的电表使用较小量程时，每一小格代表________V，图中表针的示数为________V。若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每一小格代表______V，
图中表针示数为________V。
0.02
0.44
0.1
2.20
0.1
1.70
0.5
8.5
(3)旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω，今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是_________________________________________
___________________。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为_________________。
1 987
将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮
调到0
0～19 998 Ω
[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)电压表使用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，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。
(3)接入电路的电阻为1 987 Ω，最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是
9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～
19 998 Ω。
实验针对训练(十)　长度的测量及测量工具的选用
1．(长度的测量读数)读出下列测量值：
(1)________ mm。
11.4
(2)________ mm。
(3)________ mm。
2.150
0.700
[解析]　(1)游标卡尺的读数为
11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm。
(2)螺旋测微器的读数为
2 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
(3)螺旋测微器的读数为
0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm。
2．(仪器的测量读数)某学习小组在用电压表和电流表测量某种金属丝的电阻率时，用刻度尺测得金属丝的长度为60 cm；如图甲所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径为________ mm；两电表的示数分别如图乙、丙所示(电压表量程为0～3 V，电流表量程为0～0.6 A)，电压表读数为________ V，
电流表读数为________ A。
1.200
1.20
0.50
[解析]　螺旋测微器读数为
d＝1 mm＋20.0×0.01 mm＝1.200 mm
电压表读数为
U＝1.20 V
电流表读数为
I＝0.50 A。
3．(1)如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺自左向右分别为10分度、20分度、50分度，它们的读数依次为______ mm、______ mm、______ mm。
17.6
23.25
3.20
(2) 某同学用如图丁所示的螺旋测微器测量小球的直径时，他应先转动________使F靠近小球，再转动________使F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动__________使F固定后读数(填仪器部件字母符号)。正确操作后，螺旋测微器的示数如图戊所示，则小球的直径是________ mm。
D
D′
G
6.700
[解析]　(1)题图甲读数：整毫米是17 mm，不足1毫米数是6×0.1 mm＝0.6 mm，最后结果是 17 mm＋0.6 mm＝17.6 mm。
题图乙读数：整毫米是23 mm，不足1毫米数是5×0.05 mm＝0.25 mm，最后结果是23 mm＋0.25 mm＝23.25 mm。
题图丙读数：整毫米是3 mm，不足1毫米数是10×0.02 mm＝0.20 mm，最后结果是3 mm＋0.20 mm＝3.20 mm。
(2)用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮D′使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动锁紧装置G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。
谢 谢 ！