高中物理人教版 (2019)必修第三冊(cè)3 實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量?jī)?yōu)質(zhì)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

科學(xué)思維
1．了解游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理，掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)和使用方法.
2．了解螺旋測(cè)微器的測(cè)量原理，掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)和使用方法.
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
1．掌握電壓表、電流表的讀數(shù)方法.
2．理解測(cè)量導(dǎo)體電阻率的實(shí)驗(yàn)原理，能進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理．
實(shí)驗(yàn)1 長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用
一、游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)
1．構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺．(如圖1所示)
圖1
2．用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑．
3．原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．
不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)的，其規(guī)格見下表：
4.讀數(shù)
若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm.
5.游標(biāo)卡尺的使用及注意事項(xiàng)
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件時(shí),右手拿主尺,大拇指移動(dòng)游標(biāo)尺,左手拿待測(cè)物體,當(dāng)其與測(cè)量爪相貼時(shí),即可鎖定螺釘,讀取數(shù)據(jù)。
(2)游標(biāo)卡尺是比較精密的測(cè)量工具,要輕拿輕放,不得碰撞或跌落地下。
(3)用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件時(shí),不允許過(guò)分地施加壓力,所用壓力應(yīng)使兩個(gè)測(cè)量爪剛好接觸零件表面。
(4)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)不需要估讀。
例1 圖2甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)測(cè)量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的________(選填“A”“B”或“C”)進(jìn)行測(cè)量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑為________ mm.
圖2
答案 A 11.25
解析由游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)原理可知，測(cè)內(nèi)徑應(yīng)選游標(biāo)卡尺的內(nèi)測(cè)量爪，故選A；游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11 mm，游標(biāo)尺的讀數(shù)為5×0.05 mm＝0.25 mm，故鋼筆帽的內(nèi)徑為11.25 mm.
1.游標(biāo)卡尺的讀數(shù)=主尺讀數(shù)+游標(biāo)尺計(jì)數(shù)。(不估讀)
2.游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法:“三看”
(1)一看,精確度;
(2)二看,游標(biāo)尺上的0刻度線位置,區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端(如圖所示);
(3)三看,游標(biāo)尺的哪條(第N條)刻度線與主尺上的刻度線對(duì)齊。
針對(duì)訓(xùn)練1 某同學(xué)用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量金屬圓管的內(nèi)、外壁直徑，游標(biāo)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(jì)算出金屬圓管橫截面的面積．
圖3
答案 2.23 2.99
解析題圖(a)中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為22 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為3×0.1 mm＝0.3 mm，所以最終讀數(shù)為22 mm＋0.3 mm＝22.3 mm＝2.23 cm.題圖(b)中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為29 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為9×0.1 mm＝0.9 mm，所以最終讀數(shù)為29 mm＋0.9 mm＝29.9 mm＝2.99 cm.
二、螺旋測(cè)微
1．構(gòu)造
如圖4所示，它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動(dòng)刻度E、旋鈕D和微調(diào)旋鈕D′是與測(cè)微螺桿F連在一起的，并通過(guò)精密螺紋套在B上．
圖4
2．原理
精密螺紋的螺距是0.5 mm，即旋鈕D每轉(zhuǎn)一周，測(cè)微螺桿F前進(jìn)或后退0.5 mm，可動(dòng)刻度分成50等份，因此每旋轉(zhuǎn)一格，對(duì)應(yīng)測(cè)微螺桿F前進(jìn)或后退0.01 mm即為螺旋測(cè)微器的精確度．
3．使用方法
當(dāng)A與F并攏時(shí)，可動(dòng)刻度E的零點(diǎn)恰好跟固定刻度B的零點(diǎn)重合，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，將測(cè)微螺桿F旋出，把被測(cè)物體放入A、F之間的夾縫中，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，F(xiàn)快要接觸被測(cè)物時(shí)，要停止使用旋鈕D，改用微調(diào)旋鈕D′，直到聽到“喀喀”聲．
4．讀數(shù)方法
L＝固定刻度示數(shù)＋可動(dòng)刻度示數(shù)(估讀一位)×分度值．
注意事項(xiàng)
(1)讀數(shù)時(shí)要準(zhǔn)確到0.01 mm，估讀到0.001 mm，測(cè)量結(jié)果若用毫米做單位，則小數(shù)點(diǎn)后面必須保留三位．
(2)讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度上半毫米刻度線是否露出．
5．螺旋測(cè)微器的使用及注意事項(xiàng)
(1)使用前,首先應(yīng)檢查零點(diǎn),即測(cè)微螺桿與測(cè)砧接觸,可動(dòng)刻度的左邊緣與固定刻度的零刻度線對(duì)齊,否則,校正零點(diǎn)。
(2)測(cè)量時(shí),用左手拿尺架,將被測(cè)物體夾在測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間,右手轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕,在測(cè)微螺桿快靠近被測(cè)物體時(shí)應(yīng)停止使用粗調(diào)旋鈕,而改用微調(diào)旋鈕,直至棘輪發(fā)出聲音,隨即撥動(dòng)止動(dòng)旋鈕使測(cè)微螺桿固定,然后讀數(shù)。這樣既能使測(cè)量結(jié)果精確,又可避免產(chǎn)生過(guò)大的壓力使螺旋測(cè)微器受損。
INCLUDEPICTURE "E:\\張瀟\\2020\\同步\\例2.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\張瀟\\2020\\同步\\例2.TIF" \* MERGEFORMATINET 例2 用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑．為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖5所示的部件________(選填“A”“B”“C”或“D”)．從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________ mm.
圖5
答案 B 0.410
解析讀數(shù)前應(yīng)先旋緊B，使讀數(shù)固定不變，螺旋測(cè)微器的固定刻度為0 mm，可動(dòng)刻度為41.0×0.01 mm＝0.410 mm，所以最終讀數(shù)為0 mm＋0.410 mm＝0.410 mm.
螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù),在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需要估讀。
針對(duì)訓(xùn)練2 在測(cè)量一根粗細(xì)均勻的合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過(guò)程如圖6所示，校零時(shí)的讀數(shù)為________ mm，合金絲的直徑為________ mm.
圖6
答案 0.007 0.650
解析校零時(shí)可動(dòng)刻度為0.7格，故讀數(shù)為0.7×0.01 mm＝0.007 mm，測(cè)量時(shí)固定刻度上讀數(shù)為0.5 mm，可動(dòng)刻度為15.7格，故讀數(shù)為0.5 mm＋15.7×0.01 mm＝0.657 mm.合金絲的直徑為兩次讀數(shù)之差，D＝0.657 mm－0.007 mm＝0.650 mm.
三、電壓表、電流表的讀數(shù)
電壓表、電流表的讀數(shù)方法
1．首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時(shí)電表允許通過(guò)的最大電壓或電流值．
2．根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，即每一小格表示的值，同時(shí)確定讀數(shù)有效數(shù)字所在的位數(shù)．
3．按照指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)．
4．(1)0～3 V的電壓表和0～3 A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度是0.1 V和0.1 A，讀到0.1的下一位，即讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位．
(2)對(duì)于0～15 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1 V.
(3)對(duì)于0～0.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A.
INCLUDEPICTURE "E:\\張瀟\\2020\\同步\\例3.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\張瀟\\2020\\同步\\例3.TIF" \* MERGEFORMATINET 例3 如圖7為電流表和電壓表的刻度盤．
圖7
(1)圖甲使用0.6 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)是________A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A.
(2)圖乙使用較小量程時(shí)，每小格表示________V，圖中表針的示數(shù)為______V．若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格表示______V，圖中表針示數(shù)為______V.
答案 (1)0.02 0.44 0.1 2.20
(2)0.1 1.70 0.5 8.5
解析 (1)使用0.6 A量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針示數(shù)為0.44 A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，每一小格為0.1 A，表針示數(shù)為2.20 A.
(2)使用3 V量程時(shí)，每小格表示0.1 V，表針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時(shí)，每小格為0.5 V，表針示數(shù)為8.5 V.
1．如圖8甲、乙、丙所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺分別為9 mm長(zhǎng)10等分、19 mm長(zhǎng)20等分、49 mm長(zhǎng)50等分，它們的讀數(shù)依次為________ mm、________ mm、________ mm.
圖8
答案 16.6 23.85 10.46
2．(1)使用游標(biāo)為10個(gè)小等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一物體的尺寸，得到圖9甲中的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，由于遮擋，只能看到游標(biāo)的后半部分，圖中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為________ cm；
(2)從圖乙中可讀出金屬絲的直徑為________ mm.
圖9
答案 (1)5.45 (2)0.520
解析 (1)游標(biāo)上有10個(gè)小等分刻度，游標(biāo)尺長(zhǎng)度是9 mm，游標(biāo)卡尺的固定刻度與游標(biāo)尺對(duì)齊的刻度讀數(shù)為59 mm，游標(biāo)尺上第5個(gè)刻度游標(biāo)讀數(shù)為0.9×5 mm＝4.5 mm，所以最終讀數(shù)為：59 mm－4.5 mm＝54.5 mm＝5.45 cm.
(2)d＝0.5 mm＋2.0×0.01 mm＝0.520 mm.
3．某學(xué)生在用螺旋測(cè)微器測(cè)定某一金屬絲的直徑時(shí)，測(cè)得的結(jié)果如圖10甲所示，則該金屬絲的直徑d＝________ mm.另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)得一工件的長(zhǎng)度，測(cè)得的結(jié)果如圖乙所示，則該工件的長(zhǎng)度L＝________ cm.
圖10
答案 3.205 5.015
4．電流表量程一般有兩種：0～0.6 A和0～3 A；電壓表量程一般有兩種：0～3 V和0～15 V．如圖11所示：
圖11
(1)接0～3 V量程時(shí)讀數(shù)為________ V.
(2)接0～15 V量程時(shí)讀數(shù)為________ V.
(3)接0～3 A量程時(shí)讀數(shù)為________ A.
(4)接0～0.6 A量程時(shí)讀數(shù)為________ A.
答案 (1)1.90 (2)9.5 (3)0.84 (4)0.17
5．用游標(biāo)卡尺可以測(cè)量某些工件的外徑。在測(cè)量某件工件時(shí),示數(shù)如圖所示,則讀數(shù)為________mm。
答案 29.8
解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)為29 mm+8×0.1 mm=29.8 mm。
6．用50分度的游標(biāo)卡尺(測(cè)量值可精確到0.02 mm)測(cè)定某圓筒的內(nèi)徑時(shí),游標(biāo)卡尺上的示數(shù)如圖所示,可讀出圓筒的內(nèi)徑為________ mm。
答案 52.10
解析主尺上讀出整毫米數(shù)為52 mm,精確度為0.02 mm,游標(biāo)尺上第5條刻線與主尺上某一刻線對(duì)齊,讀數(shù)為52.10 mm。
7．某同學(xué)用如圖甲所示的螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑時(shí),他應(yīng)先轉(zhuǎn)動(dòng)________使F靠近小球,再轉(zhuǎn)動(dòng)________使F夾住小球,直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止,撥動(dòng)________使F固定后讀數(shù)。(均選填儀器部件字母符號(hào))正確操作后,螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示,則小球的直徑是________ mm。
答案 D H G 6.700
解析用螺旋測(cè)微器測(cè)小球直徑時(shí),先轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕D使測(cè)微螺桿F靠近被測(cè)小球,再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H使測(cè)微螺桿F夾住小球,直到棘輪發(fā)出聲音為止,撥動(dòng)鎖緊裝置G使F固定后讀數(shù),讀數(shù)為6.5 mm+20.0×0.01 mm=6.700 mm。
刻度格數(shù)(分度)
刻度總長(zhǎng)度
1 mm與每小格的差值
精確度(可精確到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm

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