高二物理 电学专题提升 专题22 游标卡尺、螺旋测微器

专题22 游标卡尺、螺旋测微器一：专题概述一、游标卡尺1构造：如图所示，主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉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小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm以10分度游标卡尺为例说明。如图所示，将主尺的9小格9毫米长度平均分成10份，做成游标尺，游标尺的每小格即为0.9毫米,比主尺相应小0.1毫米,根据游标尺和主尺的刻度错位可测量不足一毫米的长度。主尺和游标尺上对应的一等份差值，叫做精确度，它体现了测量的准确程度。游标卡尺正是利用主尺和游标尺上每一小格只差，来达到提高精确度的目的，这种方法叫做示差法。如图所示，游标尺上的第六条刻度线与主尺上的某一条对齐，则被测物体的长度：同理，当游标上第n条刻线与主尺上的某一条刻线对齐时，被测物体长度为： 4.读数：若用x表示由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线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(xK精确度)mm.具体步骤如下：(1)确认游标格数,算出游标卡尺精确度：10分度游标卡尺精确度为；20分度游标卡尺精确度为；50分度游标卡尺精确度为；(2)从主尺读出游标尺零刻线前的毫米数；(3)看游标尺上第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是,得游标尺示数L2；(4)测量结果(5)注意单位和有效数字“0”游标尺不需要估读。5:注意事项（1）不同分度的游标卡尺，应由精确度确定有效数字的位数。（2）主尺读数应以毫米为单位来读，再按要求进行单位换算。（3）不需估读，支持读数一定要读游标零刻度线左边最近的主尺刻度线的值。二、螺旋测微器1.构造：如图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。2.原理：螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的测微螺杆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，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm，即F前进或后退0.01 mm。可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。由于还能再估读一位，读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。3.读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。先读固定刻度。再读半刻度，若半刻度线已露出，记作 0.5mm；若半刻度线未露出，记作 0.0mm；再读可动刻度（注意估读）。记作 n0.01mm；读数结果为：固定刻度+半刻度+可动刻度；即：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)。温馨提示：(1)测量时，再测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮。(2)读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻线是否已经露出。(3)读数时，千分位有一位估读数字，不能随便丢掉。即螺旋测微器需要估读，最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位。(4)当小砧和测微螺旋杆并拢时，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。例如如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。二：典例精讲1游标卡尺的使用典例1：某同学用游标为20分度的卡尺测量一个圆柱体的直径，由于长期使用，测量脚磨损严重，当两测量脚直接合并在一起时，游标尺的零线与主尺的零线不重合，出现如图(a)所示的情况，测量圆柱的直径时的示数如图(b)所示，则图(b)的示数为_mm，所测圆柱的直径为_mm。【答案】 12.60 13.052螺旋测微器的使用典例2：利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_mm，合金丝的直径为_mm.【答案】0.007 mm 0.638 mm【解析】按照螺旋测微器的读数原则，校零时的读数为0.007 mm，合金丝的直径为0.645 mm0.007 mm0.638 mm(在0.636 mm0.640 mm都算正确)3拓展应用实例典例3：在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，游标总角度为9度右图画出游标和圆盘的一部分读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为_度。【答案】20.1【解析】主尺精确到1，游标卡尺（游标尺上有10个等分刻度）精确到0.1游标卡尺主尺读数为20，游标读数为0.11=0.5，所以最终读数为20.1故答案为：20.1典例4：市场上新出现了一种新式的游标卡尺，这种“新式”游标卡尺上的刻度与传统的旧式游标卡尺明显不同，新式游标卡尺的刻度看起来很稀疏，使得读数时清晰明了，便于正确读数已知某“新式”游标卡尺的10分度总长39mm，用这种“新式”游标卡尺测某物体的厚度，示数如图，则该物体的厚度为_cm【答案】3.15三 总结提升游标卡尺的读数应注意以下几点：(1)一看清精确度例1(如图所示)易错读成1140.1 mm11.40 mm正确的应为11.4 mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零，也不能随意去零例2(如图所示)易错读成10120.05 mm10.6 mm，正确的应为10.60 mm.(2)二看游标尺上的0刻度位置，即区分零刻度与标尺最前端例3(如图所示)易错读成13100.05 mm13.50 mm正确读数为14100.05 mm14.50 mm（3）三看游标尺的哪条（第N条）刻度线与主尺上的刻度线对齐。四 提升专练1如图,游标卡尺的读数为_cm；【答案】1.14【解析】游标卡尺的示数：主尺刻度+游尺刻度=1.1cm+40.1mm=1.14cm.2.用20分度的游标卡尺测量一工件的内径如图所示，该工件的内径为_cm.【答案】1.335【解析】由图知游标卡尺读数为13mm+70.05mm=13.35mm=1.335cm3某同学分别用毫米刻度尺、10分度游标卡尺、50分度游标卡尺、螺旋测微器测量同一个物体的宽度，分别得到如下数据，其中读数肯定错误的是（ ）A. 20.0mm B. 19.9mm C. 20.05mm D. 19.99mm【答案】C【解析】用毫米刻度尺要求估读，故应保留一位小数，故A测量结果正确；10分度的游标卡尺精度为0.1mm，故B测量结果正确；50分度的游标卡尺精度为0.02mm，即尾数只能为偶数，故C所测量结果错误；螺旋测微器精度为0.01mm，读数还要在估读一位，故D测量结果正确；4如图，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是 _ mm。【答案】0.7405完成下列仪器的读数：甲:_ mm； 乙：_mm；【答案】 50.15mm 4.700mm【解析】游标卡尺的读数为，螺旋测微器的读数为6(1)读出图中游标卡尺和螺旋测微器的读数游标卡尺的读数为_mm；螺旋测微器的读数为_mm【答案】 (1)11.4 0.920；【解析】（1）游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm4=11.4mm；螺旋测微器的读数为:0.5mm+0.01mm42.0=0.920mm7下列测量仪器所测得物体的长度为游标卡尺读数为_cm,螺旋测微器读数为_mm.【答案】 2.465cm 0410mm【解析】游标卡尺读数为2.4cm+0.05mm13=2.465cm；螺旋测微器读数为41.00.01mm=0.410mm.8一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49 mm，用它测量某工件宽度，示数如图甲所示，其读数为_ cm；图乙中的螺旋测微器读数为_ mm.【答案】 2.320 1.130(0.002均对)9某同学在用螺旋测微器测定某薄片的厚度时，读数如图所示。可知该薄片的厚度d_mm,用卡尺来测量工件的直径，读数如图所示。该工件的直径为d_ cm。【答案】0.90 2.98【解析】螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.0140.0mm=0.400mm，所以最终读数为：0.5mm+0.400=0.900mm；游标卡尺的固定刻度读数为2.9cm，游标尺上第8个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标读数为0.18mm=0.8mm=0.08cm，所以最终读数为：2.9cm+0.08cm=2.98cm故答案为：0.900，2.9810（1）下列说法正确的是_A偶然误差是由仪器结构缺陷，试验方法不完善造成的B多次测量求平均值可减小系统误差C相对误差等于绝对误差与测量值之比D0.0123m、17.0mm、3.85km都是三有有效数字（2）用螺旋测微器测量某金属丝直径时的读数如下图一，金属丝直径为_mm，图二为用50分度的游标卡尺测量物体长度时的读数，由于遮挡，只能看见游标的后半部分，这个物体的长度为_【答案】(1)CD；（2）0.820mm、16.98mm11常用螺旋测微器的精度是0.01mm，在右图中的螺旋测微器的读数为6.620mm，请在刻度线旁边的方框内标出相应的数以符合给出的数，若另制一个螺旋测微器，使其精度提高到0.005mm，而螺旋测微器的螺矩仍保持0.5mm不变，可采用的方法是_。【答案】将可动刻度100等份12（1）新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据通常游标卡尺的刻度有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：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份，以“39mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示它的准确度是_mm；用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是_cm（2）用螺旋测微器测量某金属丝直径，其示数如右图所，由图可知该金属丝直径为_mm；【答案】0.05 3.030 4.6984.700【解析】试题分析：新式游标卡尺的测量原理和传统的游标卡尺相同，新式游标卡尺其游标尺上20个分度只有39mm，比主尺上的