人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用3 实验：导体电阻率的测量教课ppt课件

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3．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
【课程标准】1．掌握刻度尺的使用方法及读数。2．了解游标卡尺和螺旋测微器的构造。3．掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法。4．掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数原理及读数。
常用刻度尺的最小刻度为1 mm。用刻度尺测量物体的长度时要注意以下几点：
刻度尺的使用方法：1．测量时可以从0刻度开始；2．也可以自己规定起始点。注意：刻度尺一定要与待测物体紧贴、平行。1．刻度线紧贴被测物，眼睛正对刻度线读数，以避免视差。2．为防止因端头磨损而产生误差，常选择某一刻度线为测量起点，测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差。3．毫米以下的数值要估读一位，估读最小刻度值的1/10。4．测量精度要求高时，要进行重复测量后取平均值。可用“累积法”测细金属丝的直径或一张白纸的厚度。
　　　　　(2022·北京市顺义区第一中学高一阶段检测)如图所示是某同学在做“用打点计时器测速度”实验中获得的一条纸带。已知电磁打点计时器所用电源的频率为50 Hz, A、B、C、D是纸带上的四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点的间距x＝________cm，C点的瞬时速度是v＝_________m/s(此问计算结果保留三位有效数字)。
1．(2022·福建省龙岩第一中学高一阶段检测)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度的对应如图所示。由图可得出A点到D点的距离是__________cm，B点的瞬时速度是__________m/s(结果保留两位有效数字)。
解析：刻度尺的分度值为0.1 cm，则由图可得出A点到D点的距离是4.20 cm；由图可得，A点到C点的距离是2.55 cm，由中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
1．游标卡尺的构造如图所示，其主要部分为一根主尺和一个套在主尺上可以沿着主尺滑动的游标尺，还有附在两个主要部分上的其他部件。
(1)内测量爪：用来测量槽的宽度和管的内径，如图所示。
(2)外测量爪：用来测量零件厚度和管的外径，如图所示。(3)深度尺：固定在游标尺上，用来测量槽、孔和筒的深度。(4)紧固螺钉：读数时，为了防止游标尺的移动，旋紧紧固螺钉可使游标尺固定在主尺上。
2．常见游标卡尺的游标刻度方式
3．使用游标卡尺时的注意事项(1)对游标卡尺的末位数不要求估读，如遇到游标尺上的刻线与主尺刻线未对齐的情况，应选择游标尺的某条刻线与主尺某条刻线靠得最近的一条读数。(2)被测物不可以在钳口间移动或压得太紧，以免损坏钳口。
(3)被测物上待测量所在直线必须平行于主尺，以减小不必要的误差。(4)读数时，在测量爪夹住待测物后应适当旋紧紧固螺钉，以免游标尺在主尺上移动。(5)使用游标卡尺应防止撞击，不允许测量脏物或毛坯工件，以免损伤测量爪。
4．游标卡尺的读数方法根据游标尺0刻线所对位置，在主尺上读出以mm为单位的整数部分；根据游标尺与主尺刻线“正对”位置，在游标尺上读出以mm为单位的小数部分，它们的和即为所测长度值。即游标卡尺读数＝主尺示数(整毫米数)＋游标尺示数(对齐格数×精确度)。使用游标卡尺时，不论多少分度都不用估读。20分度的游标卡尺，读数的末位数字一定是0或5；50分度的游标卡尺，读数的末位数字一定是0或偶数。
　　　　　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________(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。
 解析：只有用“A”的两边缘才能测出钢笔帽的内径。由题图乙可知，游标尺上第6条刻线与主尺上某一条刻线对齐，则钢笔帽的内径d＝11 mm＋0.05×6 mm＝11.30 mm(判断第5条或第7条刻线对齐也可以，则内径为11.25 mm、11.35 mm也算正确)。
　　　　　有一种新式游标卡尺，游标尺的刻度与传统的旧式游标卡尺明显不同，新式游标尺的刻线看起来就很“稀疏”，使得读数时显得清晰明了，方便使用者正确读取数据，通常游标尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是19 mm等分成10份、39 mm等分成20份，99 mm等分成50份。
以“39 mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，它的精确度是_____________；用它测量某一物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是_________mm。
2．(2022·北京东城一模)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据处理、误差分析等。例如：(1)实验仪器。如图所示，游标尺上的“30”刻度线与主尺刻度线对齐，则读数为_______mm。
解析：游标卡尺读数是主尺读数(mm的整数倍)加上游标尺的读数(mm的小数位)，图中读数为5 mm＋0.02 mm×30＝5.60 mm。
螺旋测微器(又叫千分尺)是比游标卡尺更精密的测量长度的仪器。用它测量长度可精确到0.01 mm，但读数要读到0.001 mm位。1．主要构造(如图所示)
3．使用(1)校准零点：如图所示，测量前使测微螺杆P和测砧A并拢，观察可动刻度H的0刻线是否跟固定刻度G的0刻线重合(对齐)。如两0刻线重合，即刻线校准，可进行测量；若两0刻线不重合，即存在误差，此时就需修正。
(2)操作方法：旋出螺杆，将被测物体置于A、P之间(如图所示)，旋转旋钮K，当P开始接触被测物时，应停止旋转K，而改为旋转微调旋钮K′，以防止螺杆P和测砧A过分紧压待测物体，这样既保证了测量结果的准确性，又保护了螺旋测微器。当停止使用K改为使用K′时，应轻轻转动微调旋钮K′，当听到“嗒、嗒”的响声时，表明待测物体刚好被夹住，然后转动锁紧手柄T使P止动。
测量完毕，应用软布将螺旋测微器擦拭干净，并在测砧与测微螺杆之间留出一点间隙后，再装入盒内。
4．读数(1)读数方法毫米的整数及半毫米部分在固定刻度上读出，半毫米以下部分在可动刻度上读出，并估读一位。半毫米以下部分读法为：找出与水平轴线对应的可动刻度的刻线，这个刻线与可动刻度0刻线间的格数乘
以0.01 mm，就是长度在半毫米以下部分的读数，即螺旋测微器的半毫米以下部分读数＝可动刻度示数×精确度(0.01 mm)。例如，如图所示的情况，与轴线对应的可动刻度的刻线为12.5(其中“12”是准确格数，“5”是估读的格数)。被测长度小于0.5 mm的读数为12.5×0.01 mm＝0.125 mm。
(2)注意事项①读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，测量结果若用毫米作单位，则小数点后面必须保留三位数字。②读数时，要注意固定刻度上半毫米刻线是否露出，可动刻度边缘线是否已过固定刻度的水平轴线。一般有以下三种情况：
a．可动刻度0刻线在水平轴线上方(如图甲所示)。b．可动刻度0刻线在水平轴线下方(如图乙所示)。c．可动刻度0刻线正对水平轴线，则说明可动刻度边缘线正压在固定刻度轴线上(如图丙所示)。
对上述a、b两种情况需要估读出毫米千分位上的数值。如图甲中，被测物体的长度应读为6 mm＋0.01×47.2 mm＝6.472 mm。又如图乙中，被测物体的长度应读为6.5 mm＋0.01×7.2 mm＝6.572 mm。而对上述c情况，表明可动刻度尺的刻线正压在水平轴线上，读数时需要在毫米千分位上补“0”，如图丙中，被测物体的长度应为6.5 mm＋0.01×0.0 mm＝6.500 mm。
(3)注意螺旋测微器半毫米刻线的位置有的半毫米刻线在固定刻度水平轴线的上方，有的则在水平轴线的下方。如图甲为半毫米刻线在水平轴线上方，而图乙为半毫米刻线在水平轴线下方。
　　　　　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(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为___________mm，图(b)所示读数为___________ mm，所测金属板的厚度为___________mm。
 解析：题图甲的读数为1.0×0.01 mm＝0.010 mm，题图乙的读数为6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm，故金属板的厚度d＝6.860 mm－0.010 mm＝6.850 mm。
3．如图所示是用螺旋测微器测量一小钢球的直径的示数，此读数应是_______________。
 解析：螺旋测微器的读数方法是：先从固定刻度尺上读出半毫米以上的长度；然后找出可动刻度尺上的第几条刻度线与固定刻度尺上的水平横线重合，从而读出半毫米以下的刻度，并注意再估读一位数字；最后将两次读数相加就是所要测量的正确读数。本题可用公式：读数值d＝固定刻度示数(8.5 mm)＋可动刻度示数(10.0×最小分度值0.01 mm)，计算得8.600 mm。
1．(2022·宁夏长庆高级中学高三阶段测试)某人用刻度尺去测量一个物体的长度，共测量4次，测得数据分别为1.42 cm、1.43 cm、1.42 cm、1.44 cm，物体长度的测量结果应为(　　)A．1.4275 cmB．1.427 cmC．1.43 cmD．1.4 cm
2．(2022·陕西渭南市尚德中学高二阶段练习)小明同学用螺旋测微器测定某一金属丝的直径，测得的结果如下图所示，则该金属丝的直径d＝___________mm。然后他又用游标尺上标有10等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度L＝__________cm。解析：螺旋测微器的读数为d＝3 mm＋20.5×0.01 mm＝3.205 mm。游标卡尺的读数为L＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm＝1.14 cm。
3．(2022·西藏林芝市第二高级中学高三阶段测试)某兴趣小组测定一金属丝的电阻率。主要步骤如下：(1)用游标卡尺测得其长度如图(a)所示，其长度为__________mm；(2)用螺旋测微器测得其直径如图(b)所示，其直径为___________ mm。
解析：(1)游标卡尺十分度精度值是0.1 mm，因此l＝29 mm＋9×0.1 mm＝29.9 mm。(2)螺旋测微器测得其直径d＝4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm。
4．(2022·全国高三专题练习)游标卡尺和螺旋测微器都是重要的测量工具。(1)某同学用游标卡尺测量某一个容器的深度，示数如图甲所示(图示是放大图)。由图甲可读出该容器的深度为___________cm；(2)另一个同学用螺旋测微器来测量某导线的直径，示数如图乙所示(图示是放大图)。由图乙可读出该导线的直径为___________mm。
 解析：(1)该游标卡尺为20分度，故读数为27 mm＋0.05×15 mm＝27.75 mm＝2.775 cm。(2)螺旋测微器的读数为6.5 mm＋0.01×19.7 mm＝6.697 mm。
5．(2022·全国高三专题练习)在练习使用游标卡尺和螺旋测微器的实验中，测量某金属圆片直径和厚度，如图所示。(1)用游标卡尺测量其直径，如图a所示，其直径是________mm；(2)用螺旋测微器测量其厚度，如图b所示，其厚度是_______mm。
 解析：(1)用游标卡尺测量其直径，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05 mm，其示数为25 mm＋1×0.05 mm＝25.05 mm。(2)由图示螺旋测微器可知，其示数为1.5 mm＋35.0×0.01 mm＝1.850 mm。