2027高中物理必修第三册（新教材）第3节　第1课时　长度的测量及测量工具的选用

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基础自主梳理第一部分一、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是固定在尺架C上的，可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，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)0～3V量程的电压表和0～3A量程的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1V和0.1A，还要估读到下一位，即读到小数点后面两位。(2)对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位。(3)对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，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0.01A。

思维进阶重难突破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(1mm)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1mm。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1mm与每小格的差值精确度109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm2.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尺的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm。例1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．1.7mm

B．1.37mmC．1.2mm D．13.7mm[解析]由题图可知，游标尺为10分度，且第7个小格与主尺上某一刻度线对齐，则物体的长度l＝13mm＋0.1×7mm＝13.7mm。典型例题共研D例2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．20.30mm B．20.30cmC．20.3mm D．21.30mm[解析]游标卡尺的主尺读数为20mm，游标尺读数为0.05×6mm＝0.30mm，所以最终读数为20mm＋0.30mm＝20.30mm。A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0.5mm，即旋钮每转一周，测微螺杆前进或后退0.5mm，可动刻度分成50等份，因此每旋转一格，对应测微螺杆前进或后退0.01mm。0.01mm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0.01mm，还要估读一位，即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。例3

(2026·福建莆田市期中)某同学为了测量一精密金属丝的电阻率：用螺旋测微器测其直径为_________________________mm，用游标卡尺测其长度是__________mm。典型例题共研[解析]用螺旋测微器测得直径d＝2mm＋9.5×0.01mm＝2.095mm；用游标卡尺测得长度l＝100mm＋3×0.05mm＝100.15mm。2.095(2.093～2.097均可)

100.15例4

(2026·天津津南区期中)为测量某灯丝的电阻率，用游标卡尺测量该灯丝的长度L，用螺旋测微器测量灯丝的直径d，示数分别如图所示，则该灯丝的长度L＝________cm，直径d＝________mm。[解析]该灯丝的长度L＝50mm＋3×0.05mm＝50.15mm＝5.015cm；直径d＝4.5mm＋20.0×0.01mm＝4.700mm。5.0154.700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。例5

(1)如图甲所示，电压表选0～3V量程时的读数为________V，电压表选0～15V量程时的读数为________V。典型例题共研(2)如图乙所示，电流表选0～0.6A量程时的读数为________A，电流表选0～3A量程时的读数为________A。[解析]由题图甲可知，电压表选0～3V量程时，电压表的分度值为0.1V，读数为1.20V；电压表选0～15V量程时，电压表分度值为0.5V，读数为6.0V。[解析]由题图乙可知，电流表选0～0.6A量程时，分度值为0.02A，读数为0.50A；电流表选0～3A量程时，分度值为0.1A，读数为2.50A。1.206.00.502.50(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5×100Ω＋3×10Ω＋0×1Ω＋0×0.1Ω＝530.0Ω。530.0例6采用图甲所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。(1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在________(选填“最左”或“最右”)端。[解析]实验时，闭合开关S前，电路中电流应该最小，则滑动变阻器的滑片P应处在最左端。最左(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图乙所示，可知金属丝的半径R＝____________mm；用游标卡尺测量金属丝的长度，如图丙所示，可知金属丝的长度L＝_________cm。[解析]金属丝的直径为1.5mm＋25.0×0.01mm＝1.750mm，半径R＝0.875mm；金属丝的长度L＝50mm＋4×0.1mm＝50.4mm＝5.04cm。0.8755.04(3)再将上述金属丝接入到电路图中进行测量，发现电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图丁、戊所示，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A。[解析]电压表的最小刻度为0.1V，则读数为2.60V，电流表的最小刻度为0.02A，则读数为0.52A。2.600.52题型四伏安法测电阻1．电流表内接法和外接法的比较(3)试触法：如图所示，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。例7

(2026·山东潍坊市期末)在做“测定金属的电阻率”的实验中，待测电阻丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确。典型例题共研(1)某同学采用了如图1所示的部分电路测量电阻，则测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)。[解析]此同学的接法为电流表外接法，电压测量准确，但是此时电流表测量的是通过电阻和电压表的电流之和，即电流表读数大于通过电阻的电流，由欧姆定律可知，电阻的测量值小于真实值。小(2)在本实验中，某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度和直径，测量结果分别如图2、3所示，则其长度为__________cm，直径为________________________mm。[解析]题图2游标卡尺分度值为0.05mm，长度读数为100mm＋5×0.05mm＝100.25mm＝10.025cm；题图3螺旋测微器分度值为0.01mm，直径读数为4mm＋48.6×0.01mm＝4.486mm。10.0254.486(4.485～4.487均可)例8

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5000Ω，电流表内阻为0.5Ω。(1)当测量100Ω左右的电阻时，宜采用________电路。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10V、0.5A，则此电阻的测量值为________Ω，真实值约为________Ω(结果保留2位小数)。2020.08第三部分随堂演练巩固落实1．如图甲所示，用螺旋测微器测得导体棒的直径为________mm；如图乙所示，用游标卡尺测得导体棒的长度为________cm。解析：用螺旋测微器测得导体棒的直径为4.5mm＋12.0×0.01mm＝4.620mm；用游标卡尺测得导体棒的长度为101mm＋5×0.1mm＝101.5mm＝10.15cm。4.62010.152．螺旋测微器示数及电流表、电压表的示数如图所示，则可读出该金属丝的直径是____