資源簡介

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第3節 實驗1：長度的測量及測量工具的選用
第十一章 電路及其應用
人教版（2019）必修第一冊
導入新課
要想測量金屬的電阻率需要測量那些物理量？
由 知
長度
直徑
利用刻度尺能準確測量金屬絲的直徑嗎？有沒有更好和精度更高的測量工具呢？
物理觀念 1.物質觀念：認識到導體的幾何尺寸（長度、直徑）和電學屬性（電阻）是其客觀屬性，高精度測量是獲取準確物理量的基礎。
2.運動與相互作用觀念：理解測量是通過工具與物體（或儀器與電路）的相互作用來實現的，如機械接觸或電磁感應。
科學思維 1.模型建構：將復雜的測量工具抽象為“主尺+副尺”、“螺旋”或“表頭+量程”的讀數模型。
2.科學推理：理解并運用“差值法”、“放大法”的原理，以及根據量程選擇合適分度值進行精確讀數。
3.科學論證：能根據測量精度要求，論證選擇不同工具（游標卡尺/螺旋測微器/電表）和量程的合理性。
學習目標
科學探究 1.方案設計：能根據待測物理量（長度/電阻）的要求，選擇并設計相應的測量方案，包括選擇工具、量程和測量步驟。
2. 證據收集：能規范操作，準確讀出并記錄包含估讀位在內的完整數據。
3. 結果分析：能分析系統誤差和偶然誤差來源，并通過多次測量求平均值等方法來減小誤差。
學習目標
科學態度 與責任 1.嚴謹求實：尊重數據，如實記錄，不篡改或偽造數據。
2.安全意識：嚴格遵守操作規程，謹慎操作（如保護螺旋測微器的棘輪、電表的量程選擇），避免損壞儀器。
3.社會責任：認識到精密測量在科學研究和工程技術中的重要性，培養精益求精的工匠精神。
重點難點
重點 1. 原理理解：掌握游標卡尺、螺旋測微器的精密測量原理（差值法/放大法），以及電表量程與分度值的對應關系。
2. 規范操作與讀數：能正確、規范地使用上述儀器進行測量，并準確讀出數據。。
難點 1.精度匹配：根據具體測量任務的精度要求，合理選擇測量工具和電表量程。
2. 誤差分析：能識別并分析測量中的誤差來源（如視差、儀器零點誤差），并掌握減小誤差的基本方法。
1. 游標卡尺
2. 螺旋測微器
3. 電表的讀數
4.課堂總結
4. 練習與應用
5. 提升訓練
學習內容
第3節 實驗1：長度的測量及測量工具的選用
一、游標卡尺
第3節 實驗1：長度的測量及測量工具的選用
一、游標卡尺
10分度
20分度
50分度
01 游標卡尺的構造
一、游標卡尺
02 游標卡尺的功能
測深度
測外徑
測內徑
一、游標卡尺
1.將量爪并攏，查看游標和主尺身的零刻度線是否對齊，如果對齊就可以進行測量。
2.測量時，右手拿住尺身，大拇指移動游標，
左手拿待測外徑（或內徑）的物體，使待測物位
于外測量爪之間，當與量爪緊緊相貼時，擰緊緊固螺釘。
注意：
（1）用量爪卡緊物體時，用力不能太大；
（2）卡尺測量不宜在工件上隨意滑動，防止量爪面磨損。
（3）使用后要擦干凈，將兩尺零線對齊，放入卡尺專用盒內，存放在干燥處。
一、游標卡尺
04 游標卡尺的測量原理
主尺
游標尺
0
1
0
10
cm
10毫米
9毫米
1毫米
0.9毫米
刻度：主尺上的最小分度是1毫米，游標上有10個等分度，總長為主尺上的9毫米，則游標上每一個分度為0.9毫米，主尺上一個刻度與游標上的一個刻度相差0.1 mm 。
（1）10分度游標卡尺的測量原理
一、游標卡尺
主尺
游標尺
1
0
10
cm
0
當被測量的物體長度為零時，游標上的哪一根刻度線與主尺上刻度線相重合呢？
（1）.10分度游標卡尺的測量原理
04 游標卡尺的測量原理
一、游標卡尺
主尺
游標尺
0
1
0
10
cm
游標向右移動0.1mm
（1）10分度游標卡尺的測量原理
04 游標卡尺的測量原理
當被測量的物體厚度為0.1mm時，主尺上的哪一根刻度線與游標上刻度線相重合呢？
一、游標卡尺
主尺
游標尺
1
0
10
cm
只有第一條刻度線與主尺上的1毫米刻度線重合，其余的刻度線都與主尺上的刻度線不重合。表示被測量的物體厚度為0.1mm。
（1）10分度游標卡尺的測量原理
04 游標卡尺的測量原理
一、游標卡尺
測量值= 主尺整毫米數 + N× 0.1mm(精度)
主尺
0 1 2 3 4
0
主尺讀數：4mm
游標尺讀數： 3 ×0.1 mm =0.3mm
測量值=4mm + 3×0.1mm=4.3mm
10
游標尺
N指游標上第幾根線與主尺對齊
加法法則
（1）10分度游標卡尺的測量原理
04 游標卡尺的測量原理
一、游標卡尺
（1）10分度游標卡尺的測量原理
04 游標卡尺的測量原理
測量值= 主尺被對齊的整毫米數 – N× 0.9mm
主尺
0 1 2 3 4
0
N根線與主尺整毫米數：7mm
游標尺讀數： 3×0.9 mm =2.7mm
測量值=7mm – 3×0.9mm=4.3mm
10
游標尺
N指游標上第幾根線與主尺對齊
減法法則
一、游標卡尺
04 游標卡尺的測量原理
（2）20分度游標卡尺的測量原理
主尺
游標尺
0
1
0
10
cm
20毫米
19毫米
2
20
刻度：主尺上的最小分度是1毫米，游標上有20個等分度，總長為主尺上的19毫米，則游標上每一個分度為0.95毫米，主尺上一個刻度與游標上的一個刻度相差0.05mm。
精度：0.05mm
一、游標卡尺
04 游標卡尺的測量原理
主尺
cm
10
游標尺
0
26
5×0.05
20
L=
26mm
+
0.25mm
=26.25mm
測量值= 主尺整毫米數 + N× 0.05mm（精度）
（2）20分度游標卡尺的測量原理
一、游標卡尺
（3）50分度游標卡尺的測量原理
50mm
主尺
0
1
2
3
4
5
1
游標尺
0
2
3
4
5
6
7
8
0
9
cm
49mm
刻度： 主尺上的最小分度是1毫米，游標上有50個等分度，總長為主尺上的49毫米，則游標上每一個分度為0.98毫米，主尺上一個刻度與游標上的一個刻度相差0.02mm。
精度：0.02mm
04 游標卡尺的測量原理
一、游標卡尺
（3）50分度游標卡尺的測量原理
04 游標卡尺的測量原理
主尺
2
游標尺
0
105
L=
105mm
+
0.00
0×0.02
=105.00mm
4
11
12
1
3
測量值= 主尺整毫米數 + N× 0.02mm（精度）
N指游標上第幾根線與主尺對齊
一、游標卡尺
【例1】(2024·北京師范大學附中高二月考)物理實驗中。用游標卡尺測量某金屬管的外徑，示數如圖所示。則該金屬管的外徑為　　　 mm。
21.8
【解析】該游標卡尺精確度為0.1 mm，金屬管的外徑為21 mm+8×0.1 mm=21.8 mm。
一、游標卡尺
【例2】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。
17.3
23.35
10.38
【解析】題圖甲讀數：整毫米數是17 mm，游標尺讀數是3×0.1 mm=0.3 mm，最后讀數是17 mm+0.3 mm=17.3 mm；題圖乙讀數：整毫米數是23 mm，游標尺讀數是7×0.05 mm=0.35 mm，最后讀數是23 mm+0.35 mm=23.35 mm；題圖丙讀數：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。
一、游標卡尺
05 游標卡尺的應用練習
一、游標卡尺
05 游標卡尺的應用練習
一、游標卡尺
05 游標卡尺的應用練習
二、螺旋測微器
第3節 實驗1：長度的測量及測量工具的選用
二、螺旋測微器
01 螺旋測微器的解構與功能
螺旋測微器（又叫千分尺）是比游標卡尺更精密的測量長度的工具，用它測長度可以準確到0.01mm，測量范圍為幾個厘米。
二、螺旋測微器
螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動刻度有50個等分刻度，可動刻度旋轉一周，測微螺桿可前進或后退0.5mm，所以可動刻度每一小格表示0.01mm。
02 螺旋測微器的原理
二、螺旋測微器
（1）先讀固定刻度：
找到固定刻度右邊第一根主尺線（注意半刻度線有沒有露出來）：讀得4.5mm
（2）再讀可動刻度:
找到軸線與可動刻度對齊的地方，讀數從下面起且要往后估讀一位。
讀得41.0
對應的數值為：41.0×0.01mm=0.410mm
（3）把固定刻度讀數與可動刻度讀數相加：
如果半刻度線沒有露出來那就是4.0mm
03 螺旋測微器的讀數方法
二、螺旋測微器
03 螺旋測微器的讀數方法
讀數公式
測量值(mm)＝固定刻度數(mm)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(mm)
0
5
5
10
可動刻度
半毫米刻度
固定刻度
注意：必須估讀
二、螺旋測微器
【例3】螺旋測微器為精密儀器，用螺旋測微器測量合金絲的直徑時，為防止螺旋測微器損傷，當測砧和測微螺桿快接觸合金絲時應改為旋轉圖甲所示的部件　　(選填“A”“B”“C”或“D”)，將會聽到“喀喀”響聲，表示已經夾緊，為防止讀數時測微螺桿發生轉動，讀數前還應先旋緊如圖甲所示的部件　　(選填“A”“B”“C”或“D”)。從圖乙中的示數可讀出合金絲的直徑為　　　 mm。
D
B
3.700
二、螺旋測微器
【解析】當測砧和測微螺桿快接觸合金絲時，應改為旋轉微調旋鈕，即D部件；為防止讀數時測微螺桿發生轉動，讀數前還應先旋緊鎖緊裝置，即B部件，螺旋測微器可以讀到毫米千分位，合金絲的直徑為d=3.5 mm+0.200 mm=3.700 mm。
二、螺旋測微器
甲　　　mm，乙　　　mm，丙　　　mm。
【例4】讀出下面螺旋測微器測量的讀數。
3.550
3.205
0.800
二、螺旋測微器
三、電壓表、電流表的讀數
第3節 實驗1：長度的測量及測量工具的選用
三、電壓表、電流表的讀數
01 電壓表、電流表的讀數方法
（1）對于電壓表和電流表的讀數問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時對應的電壓或電流，然后根據表盤總的刻度數確定精確度，按照指針的實際位置進行讀數即可。
（2）讀數原則：
最小刻度是1、0.1、0.01，按十分之一估讀，可分別估讀到0.1、0.01、0.001；
最小刻度是2、0.2、0.02，按二分之一估讀，可分別估讀到1、0.1、0.01；
最小刻度是5、0.5、0.05，按五分之一估讀，可分別估讀到1、0.1、0.01。
三、電壓表、電流表的讀數
例如：
(1)0～3 V的電壓表和0～3 A的電流表的讀數方法相同，此量程下的精確度分別是0.1 V和0.1 A，看清楚指針的實際位置，讀到小數點后面 。
(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 ，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 ，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A。
兩位
一位
兩位
01 電壓表、電流表的讀數方法
三、電壓表、電流表的讀數
(1)圖甲使用0.6 A量程時，對應刻度盤上每一小格代表_____ A，圖中表針的示數是_____ 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)圖乙使用較小量程時，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。
【例5】如圖為電流表和電壓表的刻度盤。
0.02
0.44
0.1
2.20
0.1
1.70
0.5
8.5
三、電壓表、電流表的讀數
讀數________　　　　讀數________________
10.0 V
10.2 V(或10.3 V)
【典例6】請完成下列各表的讀數，把答案填在圖下的橫線上。
(1)量程為0～3 V和0～3 A的電表讀數。
讀數________　　　　讀數________
(2)量程為0～15 V的電壓表讀數。
0.90 V
1.90 A
四、課堂總結
第2節 導體的電阻
四、課堂總結
測量工具
精確度提高
測量值=主尺整毫米數+游標N線× 精確度
螺旋測微器讀數
測量值=固定刻度+半刻度+可動刻度
毫米刻度尺
10分度的游標卡尺
20分度的游標卡尺
50分度的游標卡尺
螺旋測微器（千分尺）
測量工具
0.01mm
精度
1mm
0.1mm
0.05mm
0.02mm
電流(壓)表讀數
最小刻度為“1”(包括0.1、0.01)分別估讀到1、0.1、0.01
最小刻度為“2”(包括0.2、0.02)分別估讀到1、0.1、0.01
最小刻度為“5”(包括0.5、0.05)分別估讀到1、0.1、0.01
游標卡尺讀數
五、練習與應用
第2節 導體的電阻
五、練習與應用
五、練習與應用
五、練習與應用
五、練習與應用
五、練習與應用
五、練習與應用
五、練習與應用
5.(2025·鐵嶺清河高級中學高二檢測)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所示，則電壓表的讀數為U=_____ V，電流表的讀數為I=_____ A。
2.60
0.52
五、練習與應用
【解析】電壓表的每小格表示0.1 V，所以估讀到0.01 V，故電壓表的讀數為U=2.60 V
電流表每小格表示0.02 A，所以估讀到0.01 A，故電流表的讀數為I=0.52 A。
六、提升訓練
第2節 導體的電阻
六、提升訓練
六、提升訓練
六、提升訓練
六、提升訓練

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