1、实验十长度的测量及其测量工具的选用1实验目的(1)正确使用刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器。(2)掌握误差和有效数字的概念，能够对各种长度测量仪器进行准确读数。2实验原理(1)刻度尺仪器构造：在木板、塑料或金属上每隔1 mm等间隔地刻一条线，如图所示。设计原理：常用的刻度尺的最小分度一般为1 mm，使用时估读到毫米的下一位。(2)游标卡尺构造：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，如图所示。用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。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
2、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，其规格见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可精确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm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的格数，则记录结果表示为(xK精确度)mm。(3)螺旋测微器构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。原理：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
3、刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。读数：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)。如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而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。3实验器材毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表。4读数方法(1)游标卡尺读数游标卡尺的读数主尺读数游标尺读数。游标卡尺的读数方法：“三看”a第一看精确度。b第二看游标尺上的0
4、刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端(如图所示)。c第三看游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐。(2)螺旋测微器读数螺旋测微器读数固定刻度部分读数(mm)可动刻度部分读数精确度(mm)。注意估读，以及半刻度线是否已露出。(3)电压表和电流表读数03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，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
5、最小刻度的一半0.01 A。5注意事项(1)使用刻度尺时应注意的两点：正确放置的关键是做到：尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜；尺的有刻度的面必须紧贴被测对象，不能“悬空”。正确观察的关键是视线在终端刻度线的正前方，视线与刻度面垂直，看清大格数及小格数。(2)使用游标卡尺的注意事项：游标卡尺都是根据刻度线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读，有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐。测量物不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口或损坏工件。使用游标卡尺时先松动固定游标的坚固螺钉，轻推游标尺。测量物上被测距离的连线必须平行于主尺。读数时，先将游标尺固定，取下被测物体再进行读数。不能用游标卡尺测表
6、面粗糙物体，也不允许被测物体在测爪间滑动，防止摩擦。(3)使用螺旋测微器的注意事项：旋钮旋转两周测微螺杆才前进1 mm。因此，在可动刻度上读数前，先要判断可动刻度的左边缘的位置，看它是在固定刻度尺0.5 mm刻度线的左侧还是右侧，两种情况下的读数是不一样的。螺旋测微器读数时必须估读到0.001 mm这一位置上。当测砧和测微螺杆并拢时，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，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。测量完毕后，要使测砧与测微螺杆之间留有一定的空隙，以免受热膨胀时两接触面因挤压而被损坏。1(2019海口市高三模拟)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆
7、柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示。该工件的直径为_cm，高度为_mm。甲乙解析游标卡尺的主尺读数为1.2 cm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为40.05 mm0.20 mm0.020 cm，所以最终读数为：1.2 cm0.020 cm1.220 cm。螺旋测微器的固定刻度为6.5 mm，可动刻度为36.00.01 mm0.360 mm，所以最终读数为6.5 mm0.360 mm6.860 mm。答案1.2206.860(6.8586.862均正确)2有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同。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
8、，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：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，如图所示。(1)它的准确度是_ mm。(2)用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是_ cm。解析(1)39 mm等分成20份的新式游标卡尺，其每一小格的长度为1.95 mm，故准确度为2.00 mm1.95 mm0.05 mm。(2)主尺刻度为31 mm，游尺刻度为0.0560.30 mm，故物体的厚度为31 mm0.30 mm31.30 mm
9、3.130 cm。答案(1)0.05(2)3.1303(1)如图甲所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表_A，图中表针示数为_A。甲乙(2)如图乙所示的电表使用较小量程时，每小格表示_V，图中表针的示数为_V。若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示_V，图中表针示数为_V。丙(3)旋钮式电阻箱如图丙所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_，今欲将接入电路的电阻改为2 087 ，最简单的操作方法是_。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为_。解析(1)使用0.6 A量程时，刻度盘上
10、的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A。(2)电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。(3)接入电路的电阻为1 987 ，最简单的操作方法是将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9 999 ，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是29 999 19 998 。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为019 998 。答案(1)0.020.440.12.20(2)0.11.700.58.5(
11、3)1 987将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0019 998 4某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率时：甲乙丙丁(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为_ cm。(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为_ mm。(3)用电压表和电流表分别测量其两端的电压和流过其中的电流如图丙、丁所示，由图可知电压为_ V，电流为_ A。 解析(1)题中为20分度游标卡尺，其读数为：50 mm30.05 mm50.15 mm5.015 cm。(2)螺旋测微器的读数为：4.5 mm20.00.01 mm4.700 mm。(3)电压表的分度值为0.1
12、 V，要估读到下一位，故其读数为2.19 V(2.162.20 V均可)；电流表选择的是00.6 A量程，分度值为0.02 A，应进行估读，即估读到0.01 A，故其读数为0.45 A(或0.44 A)答案(1)5.015(2)4.700(3)2.19(2.162.20均可)0.45(或0.44)5在“测定金属丝电阻率”的实验中，需要测量的物理量有U、I、d、l。甲乙丙丁(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲所示，则金属丝的直径为_ mm。(2)若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值_(选填“偏大”或“偏小”)。(3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图丙、丁所示，则电压表
13、的读数为_ V，电流表的读数为_ A。 解析(1)由图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5 mm，可动刻度示数为19.70.01 mm0.197 mm，螺旋测微器示数为0.5 mm0.197 mm0.697 mm(0.6950.698均正确)。(2)由图示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，所测电流偏大，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值。(3)由图丙所示电压表可知，其量程为3 V，分度值为0.1 V，示数为2.60 V；由图示电流表可知，其量程为0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.52 A。答案(1)0.697(0.6950.698均正确)(2)偏小(3)2.600.52