2024屆高考物理復習講義：實驗十一 長度的測量及其測量工具的選用

實驗十一長度的測量及其測量工具的選用

學習目標1.掌握游標卡尺、螺旋測微器的使用和讀數(shù)方法。2.掌握電流表、電

壓表和電阻箱的讀數(shù)方法。

考點一游標卡尺的使用和讀數(shù)

1.構(gòu)造：主尺，游標尺（主尺和游標尺上各有一個內(nèi)、外測量爪），游標尺上還有

一個深度尺（如圖1所示）。

外測量爪

圖1

2.用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。

3.原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成。

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1mm。常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個

的、50個的，其精確度見下表：

刻度格數(shù)（分度）刻度總長度每小格與1mm的差值精確度（可準確到）

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

4.讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，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上的刻度線數(shù)，則記錄結(jié)果表示為Q+KX精確度）mm。

注意：對于游標卡尺，無論哪種規(guī)格，均不需要估讀到下一位，后面不能隨意加

零，也不能隨意去零。

例1某同學利用三個不同規(guī)格的游標卡尺測量三個物體的長度，示數(shù)如圖2所

示，則三個物體的長度分別為mm、mm、mm。

456cm

0cm121件“中山|川州1什

()51()()1。2()

(a)(b)

2356cni

山啾舟情|出日川出肺出卜出|卜啾出

()123456789()

(c)

圖2

答案11.442.4010.32

解析圖(a)中，游標卡尺的讀數(shù)為L=llmm+4X0.1mm=11.4mm。圖(b)中，

游標卡尺的讀數(shù)為L=42mm+8義0.05mm=4240mm。圖(c)中，游標卡尺的讀

數(shù)為L=10mm+16X0.02mm=10.32mm。

跟蹤訓練

1.某同學用游標卡尺分別測量金屬圓管的內(nèi)、外壁直徑，游標卡尺的示數(shù)分別如

圖3(a)和(b)所示。由圖可讀出，圓管內(nèi)壁的直徑為cm,圓管外壁的直

徑為cm；由此可計算出金屬圓管橫截面的面積。

23豐尺34主尺

游標尺儼!叫0游標尺

(a)(b)

圖3

答案2.232.99

解析題圖(a)中游標卡尺的主尺讀數(shù)為22mm,游標尺讀數(shù)為3義0.1mm=

0.3mm,所以最終讀數(shù)為22mm+0.3mm=22.3mm=2.23cm。題圖(b)中游標

卡尺的主尺讀數(shù)為29mm,游標尺讀數(shù)為9X0.1mm=0.9mm,所以最終讀數(shù)為

29mm+0.9mm=29.9mm=2.99cmo

考點二螺旋測微器的使用和讀數(shù)

1.構(gòu)造：如圖4所示，3為固定刻度，E為可動刻度。

圖4

2.原理：測微螺桿廠與固定刻度3之間的精密螺紋的螺距為().5mm,即旋鈕3

每旋轉(zhuǎn)一周，尸前進或后退().5mm,而可動刻度E上的刻度為5()等份，每轉(zhuǎn)動

一小格，歹前進或后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時估

讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。

3.讀數(shù)：

測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)(估讀

一位)X0.01(mm)。

如圖5所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm,半毫米刻度線未露出，而從可動刻度上

讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為2.0mm+15.0X0.01mm=2.150mm。

圖5

例2用螺旋測微靜測量兩物體的長度，其示數(shù)如圖6甲、乙所示，將螺旋測微

器的讀數(shù)寫出來。

圖6

甲：mm：乙：cmu

答案8.9770.6578

解析先讀出固定刻度上的讀數(shù)，再讀出可動刻度上的讀數(shù)

甲：8.5mm+47.7X0.01mm=8.977mm；

乙：6.5mm+7.8X0.01mm=6.578mm

=0.6578cm。

跟蹤訓練

2.在測量一根粗細均勻的合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測量合金絲直

徑的過程如圖7所示，校零時的讀數(shù)為mm,合金絲的直徑為

mm。

針所指位置的示數(shù)為0.36A；當電流表使用0?3A量程時，每一小格代表0.1A,

表針所指位置的示數(shù)為1.80Ao

(2)當電壓表使用0?3V量程時，每一小格代表。.1V,表針所指位置的示數(shù)為

2.10V；當電壓表使用0?15V量程時，每一小珞代表0.5V,表針所指位置的

示數(shù)為10.5V。

跟蹤訓練

3.電流表量程一般有兩種---0~0.6A,0~3A；電壓表量程一般有兩種----0~

3V,0-15Vo如圖9所示：

圖9

(1)接0-3V量程時讀數(shù)為V。

(2)接0?15V量程時讀數(shù)為Vo

(3)接0-3A量程時讀數(shù)為Ao

(4)接0~0.6A量程時讀數(shù)為Ao

答案(1)1.88(2)9.4(3)0.80(4)0.16

解析(1)刻度盤上每一小格為0.1V,讀數(shù)為1.8BV。

(2)刻度盤上每一小格為0.5V,讀數(shù)為9.4V。

(3)刻度盤上每一小格為0.1A,讀數(shù)為0.80A。

(4)刻度盤上每一小格為0.02A,讀數(shù)為0.16A。

4.旋鈕式電阻箱如圖1()所示，電流從接線柱4流入，從0流出，則接入電路的

電阻為今欲將接入電路的電阻改為2087Q,最簡單的操作方法是

o若用兩個這樣的電阻箱，可得到的電阻值范

圍為-

圖10

答案1987將“XI心旋鈕調(diào)到2,再將“X100”旋鈕調(diào)到00?19998Q

解析電阻為1987Qo最簡單的操作方法是將“XIk”旋鈕調(diào)到2,再將

"X100"旋鈕調(diào)到0。每個電阻箱的最大限值是9999C,用這樣的兩個電咀箱

串聯(lián)可得到的最大電隹是2X9999Q=19998Q。故用兩個這樣的電阻箱，可得

到的電阻值范圍為0?19998Q。

?pa素養(yǎng)能力?

1.某同學用20分度的游標卡尺測量一薄金屬圓板的直徑D,用螺旋測微器測量

其厚度"，示數(shù)如圖1甲、乙所示。由圖可讀出。=________mm,d=mm。

圖1

答案50.803.775（3.774?3.776均可）

2.讀出圖2中給出的螺旋測微器和游標卡尺的示數(shù)，螺旋測微器的讀數(shù)為

mm,游標卡尺4的讀數(shù)為cm,游標卡尺B的讀數(shù)為

________cnio

46789cm>.

4出@31剛州礎州地小伸|沖“小|吉

34567890尺

游標尺

游標卡尺A

游標卡尺B

圖2

答案6.1264.1201.095

3.實驗時，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑和用米尺測量金屬絲的長度示數(shù)如圖

3甲所示，電流表、電壓表的讀數(shù)如圖乙所示，則金屬絲兩端的電壓U=

電流/=________,金屬線的長度/=,直徑d=o

圖3

答案2.20V0.44A30.50cm1.850mm

解析電壓表的量程是。?3V,所以讀數(shù)是2.20V；電流表的量程是0?0.6A,

所以讀數(shù)是0.44A；由于螺旋測微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出，因此讀數(shù)是

1.850mm；金屬絲的長度是40.50cm—10.00cm=30.50cm0

4.有一種新式游標卡尺，它的刻度與傳統(tǒng)的游標卡尺明顯不同。新式游標卡尺的

刻線看起來很“稀疏”，使得讀數(shù)顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數(shù)據(jù)。通

常游標卡尺的刻度有1()分度、20分度、5()分度三種規(guī)格；新式游標卡尺也有相

應的三種，但刻度卻是：19mm等分成10份，39mm