第十一章第3节　第1课时　长度的测量及测量工具的选用 课件《创新课堂》必修三

(共38张PPT)
第3节　实验：导体电阻率的测量
第1课时　长度的测量及测量工具的选用
课前 知识梳理
PART
01
第一部分
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1所示)
2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径等。
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相加，就是被测物体的长度。
二、螺旋测微器
1．构造
如图2所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上。
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′，听到“喀喀”声时停止。
三、电压表、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量程的电压表和0～3 A量程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 分类讲解
PART
02
第二部分
题型一　游标卡尺的原理与读数
1．原理：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。
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
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。
　 　用10分度的游标卡尺测量某物体长度，测得的读数如图所示，则该物体的长度为(　　)
A．1.7 mm　 　 　 　　
B．1.37 mm
C．1.2 mm
D．13.7 mm
[解析]　由题图可知，游标尺为10分度，且第7个小格与主尺对齐，则物体的长度l＝13 mm＋0.1×7 mm＝13.7 mm。
√
　 　用20分度的游标卡尺测量某物体长度，测得读数如图所示，则物体的长度为(　　)
A．20.30 mm
B．20.30 cm
C．20.3 mm
D．21.30 mm
[解析]　游标卡尺的固定刻度读数为20 mm，游标尺读数为0.05×6 mm＝0.30 mm，所以最终读数为20 mm＋0.30 mm＝20.30 mm。
√
题型二　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。
3．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。
　 　利用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图所示，金属丝的直径为(　　)
A．1.040 mm　 　　 　　 B．1.400 mm
C．0.940 mm D．0.900 mm
[解析]　螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5 mm的整数倍)加可动刻度读数(0.5 mm以下的小数)，题图中读数D＝0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm。
√
　 　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。
[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。
0.010　
6.870　
6.860
　 　(2024·福建福州外国语学校期中)为测量某合金的电阻率，现将其制成圆柱体，并用伏安法测量圆柱体的电阻，使用的螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示。由图甲读得圆柱体的直径为________mm，由图乙读得圆柱体的长度为________cm。
[解析]　圆柱体直径d＝1.5 mm＋0.01 mm×35.6＝1.856 mm，长度l＝42 mm＋0.05 mm×8＝42.40 mm＝4.240 cm。
1.856　
4.240
题型三　电表的使用和读数
对于电表，正确读数必须做到以下三点
(1)要注意量程。
(2)要弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的值。
(3)要掌握基本仪器的读数原则。最小刻度是“1”的仪器，要求读到最小刻度后再往下估读一位；最小刻度是“2”和“5”的仪器，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。
　 　如图所示，某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度l为________cm、用螺旋测微器测得金属丝的直径d为________mm、电流和电压的读数值依次是______A，_________V。
2.26　
0.531　
0.42　
2.26
[解析]　由题图甲可得，金属丝的长度l＝2.2 cm＋6×0.1 mm＝2.26 cm，金属丝的直径d＝0.5 mm＋3.1×0.01 mm＝0.531 mm。由题图乙可得，电流表量程为0.6 A，分度值为0.02 A，读数为0.42 A。由题图丙可得，电压表量程为3 V，分度值为0.1 V，读数为2.26 V。
　 　(2024·广东江门一中校考)(1)如图甲所示，电压表选0～3 V量程时的读数为________V，电压表选0～15 V量程时的读数为________V。
[解析]　由题图甲可知，电压表选0～3 V量程时，电压表的分度值为0.1 V，读数为1.20 V。
电压表选0～15 V量程时，电压表分度值为0.5 V，读数为6.0 V。
1.20　
6.0　
(2)如图乙所示，电流表选0～0.6 A量程时的读数为________A，电流表选0～3 A量程时的读数为________A。
[解析]　由题图乙可知，电流表选0～0.6 A量程时，分度值为0.02 A，读数为0.50 A。
电流表选0～3 A量程时，分度值为0.1 A，读数为2.50 A。
0.50　
2.50　
(3)如图丙所示，电阻箱的读数为________Ω。

[解析]　根据题图丙结合电阻箱的读数规则可得，电阻箱的读数为5×100 Ω＋3×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝530.0 Ω。
530.0
题型四　伏安法测电阻
1．电流表内接法和外接法的比较
项目 内接法 外接法
电路
(3)试触法如图，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，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。
　 　(多选)如图所示，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，那么有关待测电阻Rx的说法正确的是(　　)
A．Rx的测量值比真实值大
B．Rx的测量值比真实值小
C．Rx的真实值为99.8 Ω
D．Rx的真实值为100.2 Ω
√
√
　 　用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法。其所用电压表内阻为5 000 Ω，电流表内阻为0.5 Ω。
[答案]　甲　
(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、0.5 A，则此电阻的测量值为________Ω，真实值为________Ω。
20　
20.1
随堂 巩固落实
PART
03
第三部分
1．(2024·浙江高二学业考试)实验小组为测量某横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率，先用螺旋测微器测定该金属丝的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径D＝________mm。然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测量该金属丝的长度，测得的结果如图乙所示，则该工件的长度L＝________cm。
解析：金属丝的直径D＝2 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm，工件的长度L＝50 mm＋5×0.05 mm＝50.25 mm＝5.025 cm。
2.150　
5.025
2.(2024·宁夏吴忠联考)某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数，该金属圆片的直径的测量值为________mm，厚度的测量值为________mm。

解析：该金属圆片的直径的测量值为100 mm＋0.05 mm×10＝100.50 mm，厚度的测量值为3 mm＋0.01 mm×20.0＝3.200 mm。
100.50　
3.200
3．(2024·广东惠州期中)在测定金属电阻率的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻。螺旋测微器示数及电流表、电压表的示数都如图所示，则可读出该金属丝的直径是________mm，电压表示数为________V，电流表示数为________A，计算得出金属丝的电阻值是________Ω(要求保留3位有效数字)。除此以外，还需测量的物理量是______________________。
1.400　
5.0　
0.44　
11.4　
金属丝接入电路的长度