資源簡介

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第3節　實驗：導體電阻率的測量
第1課時 長度的測量及測量工具的選用
(實驗課—基于經典科學探究)
一、游標卡尺
1．構造：主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內、外測量爪)，游標尺上還有一個深度尺。(如圖所示)
2．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。不管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1 mm。常見的游標尺上小等分刻度有10個、20個、50個的，其規格見下表：
刻度格數 (分度) 刻度總 長度 1 mm與每小 格的差值 精確度 (可精確到)
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
二、螺旋測微器
1．構造：如圖所示，螺旋測微器的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動刻度E、旋鈕D和微調旋鈕D′是與測微螺桿F連在一起的，通過精密螺紋套在固定刻度B上。
2．原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕D每旋轉一周，F前進或后退0.5 mm，而可動刻度E上有50個等分刻度，可動刻度每旋轉一格，F前進或后退0.01 mm，即螺旋測微器的精確度為0.01 mm。讀數時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。
一、游標卡尺的使用
1．用途：測量厚度、長度、深度、內徑、外徑。
2．讀數：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻度線對齊的游標尺的格數，則記錄結果表示為(x＋K×精確度)mm。
3．注意事項
(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。
(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。
[解析]　由游標卡尺的結構原理可知，測內徑應該用游標卡尺的內測量爪，故選A；游標卡尺的主尺讀數為11 mm，游標尺的讀數為5×0.05 mm＝0.25 mm，故鋼筆帽的內徑為11.25 mm。
[答案]　A　11.25
[針對訓練]
1．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。
解析：甲圖讀數：整毫米數是17 mm，游標尺讀數是2×0.1 mm＝0.2 mm，最后讀數是17 mm＋0.2 mm＝17.2 mm。乙圖讀數：整毫米數是23 mm，游標尺讀數是5×0.05 mm＝0.25 mm，最后讀數是23 mm＋0.25 mm＝23.25 mm。丙圖讀數：整毫米數是10 mm，游標尺讀數是19×0.02 mm＝0.38 mm，最后讀數是10 mm＋0.38 mm＝10.38 mm。
答案：17.2　23.25　10.38
二、螺旋測微器的使用
1．讀數方法
測量值(mm)＝固定刻度數(mm)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(mm)。
2．注意事項
(1)讀數時準確到0.01 mm，要估讀到0.001 mm，測量結果若用毫米做單位，則小數點后面必須保留三位。
(2)讀數時，要注意固定刻度上的半毫米刻度線是否露出。
[例2]　某同學利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時的示數如圖甲所示，測量金屬板厚度時的示數如圖乙所示。圖甲所示讀數為________mm，圖乙所示讀數為________mm，所測金屬板的厚度為________mm。
[答案]　0.010(0.009～0.011均可)　6.870(6.869～6.871均可)　6.860(第二空中數據減第一空中數據的差值)
[針對訓練]
2．讀出圖中給出的螺旋測微器的示數。
甲：________mm，乙：________mm，丙：________mm。
答案：3.550　3.204　0.850
三、電壓表和電流表的讀數
1．首先要明確電表量程，即指針指到最大刻度時電表允許通過的最大電壓或電流值。
2．根據表盤總的刻度數確定精確度，即每一小格表示的值，同時確定讀數有效數字所在的位數。
3．按照指針的實際位置進行讀數。
4．(1)0～3 V的電壓表和0～3 A的電流表讀數方法相同，此量程下的精確度是0.1 V和0.1 A，讀到0.1的下一位，即讀到小數點后面兩位。
(2)對于0～15 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數時只要求讀到小數點后面一位，即讀到0.1 V。
(3)對于0～0.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，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0.01 A。
[例3]　如圖為電流表和電壓表的刻度盤。
(1)圖甲電流表使用0.6 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數是________A；當使用3 A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)圖乙電壓表使用較小量程時，表盤刻度每小格表示________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。
[解析]　(1)使用0.6 A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針示數為0.44 A；當使用3 A量程時，每一小格為0.1 A，表針示數為2.20 A。
(2)使用3 V量程時，每小格表示0.1 V，表針示數為1.70 V；使用15 V量程時，每小格為0.5 V，表針示數為8.5 V。
[答案]　(1)0.02　0.44　0.1　2.20　(2)0.1　1.70　0.5　8.5
[針對訓練]
3．電流表量程一般有兩種：0～0.6 A和0～3 A；電壓表量程一般有兩種：0～3 V和0～15 V。如圖所示：
(1)接0～3 V量程時讀數為________V。
(2)接0～15 V量程時讀數為________V。
(3)接0～3 A量程時讀數為________A。
(4)接0～0.6 A量程時讀數為________A。
答案：(1)1.90　(2)9.5　(3)0.85　(4)0.17
1．讀出圖中游標卡尺和螺旋測微器的讀數。游標卡尺的讀數為__________mm；螺旋測微器的讀數為________mm。
解析：游標卡尺的讀數為L＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm；
螺旋測微器的讀數為d＝0.5 mm＋42.0×0.01 mm＝0.920 mm。
答案：11.4　0.920
2．如圖甲、乙和丙分別是用游標卡尺和螺旋測微器測量長度，圖甲讀數為________cm，圖乙讀數為________mm，圖丙讀數為________mm。
解析：題圖甲主尺示數為4.1 cm，游標尺上第10格對齊，故圖甲讀數為41 mm＋10×0.02 mm＝41.20 mm＝4.120 cm。題圖乙螺旋測微器固定刻度讀數為0.5 mm，故圖乙讀數為0.5 mm＋49.0×0.01 mm＝0.990 mm。題圖丙中半毫米刻度線已露出，此時固定刻度讀數應為1.5 mm，可動刻度讀數為0.010 mm，圖丙讀數為1.510 mm。
答案：4.120　0.990　1.510
3．在“測定金屬的電阻率”的實驗中。
(1)某同學用螺旋測微器測金屬絲直徑時，測得結果如圖甲所示，則該金屬絲的直徑為________mm。
(2)用量程為3 V的電壓表和量程為0.6 A的電流表測金屬絲的電壓和電流時讀數如圖乙所示，則電壓表的讀數為________V，電流表的讀數為________A。
解析：(1)螺旋測微器的讀數為d＝2.5 mm＋43.5×0.01 mm＝2.935 mm。
(2)因電壓表的每小格讀數為0.1 V，應估讀到0.01 V，所以電壓表的讀數為2.60 V；電流表的每小格讀數為0.02 A，應估讀到0.01 A，所以電流表的讀數為0.52 A。
答案：(1)2.935　(2)2.60　0.52
4．關于電流表和電壓表的讀數：
(1)如圖甲所示是學生實驗用的有兩個量程的電流表刻度盤，當用“－”和“0.6”兩接線柱時，能測量的最大電流是________A，對應刻度盤上的每一小格代表________A，圖甲所示示數為________A；當使用電流表的“－”和“3”兩接線柱時，對應刻度盤上的每一小格代表________A，圖甲所示示數為________A。
(2)圖乙為學生實驗用的有兩個量程的電壓表刻度盤，當使用較小量程時，測量電壓的最大值不得超過________V，對應刻度盤上的每一小格表示________V，圖乙所示示數為________V；當使用的是較大量程時，則對應刻度盤上的每一小格表示________V，圖乙所示示數為________V。
解析：(1)電流表和電壓表的接線柱上的數字表示其量程。由圖甲知，當使用電流表的“－”和“0.6”兩接線柱時，能測量的最大電流是0.6 A，對應刻度盤上的每一小格代表 A＝0.02 A，電流表示數為17×0.02 A＝0.34 A；當使用電流表的“－”和“3”兩接線柱時，對應刻度盤上的每一小格代表 A＝0.1 A，電流表示數為17.0×0.1 A＝1.70 A。
(2)由圖乙知，電壓表的較小量程為0～3 V，所以測量電壓的最大值不得超過3 V，對應刻度盤上每一小格表示 V＝0.1 V，電壓表示數為22.0×0.1 V＝2.20 V；當使用的是較大量程時，則對應刻度盤上的每一小格表示 V＝0.5 V，電壓表示數為22×0.5 V＝11.0 V。
答案：(1)0.6　0.02　0.34　0.1　1.70　(2)3　0.1　2.20　0.5　11.0
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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