高二物理游标卡尺的读数方法

2.读书方法：
（1）游标卡尺是利用主尺刻度间距与副尺刻度间距读数的。

以下图游标卡尺为例，主尺的刻度间距为1mm，当两卡脚合并时，主尺上49mm刚好等于副尺上50格，副尺每格长为＝。

主尺与副尺的刻度间相关为1－0398＝，因此它的测量精度为（副尺上直接用数字刻出）
（2）在主尺上读出副尺零线以左的刻度，该值就是最后读数的整数部分为33mm。

副尺上一定有一条与主尺的刻线对齐，在刻尺上读出该刻线距副尺的格数，将其与刻度间距相乘，就得到最后读数的小数部分为。

将所得到的整数和小数部分相加，就得到总尺寸为。

3.使用游标卡尺测量零件尺寸时，必须注意下列几点：
（1）测量前应把卡尺揩干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。

这个过程称为校对游标卡尺的零位。

（2）移动尺框时，活动自如，不应过松或过紧，更不能有晃动现象。

用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。

移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉，亦不宜过松。

（3）当测量零件外尺寸时：卡尺两测量面的连线应垂直于被测表面，不能歪斜。

测量时，可轻轻摇动卡尺，放正垂直位置。

如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。

决不可把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制卡到零件上去。

这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度。

（4）用游标卡尺测量零件时，不允许过分施加压力，所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面。

如果测量压力过大，不但会使量爪弯曲或磨损，且量爪在压力作用下产生弹性变形，使测量得的尺寸不准确(外尺寸小于实际尺寸，内尺寸大于实际尺寸)。

（5）游标卡尺上读数时，应把卡尺水平拿着，朝着亮光方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻度线表面垂直，以免由于视线的歪斜造成读数误差。

（6）结果，可以多测量几次。

即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。

对于较长零件，则应当在全长各个部位进行测量，获得一个比较正确的测量结果。

二.“测定电源电动势和内阻”实验误差分析与比较
1．电流表外接法
理解：因为测电源的内阻，所以对电源来说用的是电流表外接法。

【分析方法1】计算法：
，其中U、I分别是电压表和电流表的示数，
通过调节滑动变阻器，改变路端电压和电流，得到多组数据，每两
组数据就可以求出电动势和内阻。

设某两组U、I的值的大小关系为：
U1>U2，I1<I2。

解得：，图1
设电压表的内阻为R V，用E0表示电动势的真实值，r0表示内阻的真实值，则方程应修正为：
解得：，
可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。

【分析方法2】图像法：利用电源的伏安特性曲线定性分析。

如图2所示，直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线，
由于I<I0，而且U越大，I和I0之间的误差就越大，而电压表的示
数U就是电源的路端电压的真实值U0，除读数误差外，可认为U＝U0，
经修正后，直线②就是电源真实值反映的伏安特性曲线，由图线可
以很直观的看出E<E0，r<r0。

【分析方法3】等效法：
把电压表和电源等效为一新电源，如图1虚线框所示，这个等效电源的内阻r为r0和R V的并联电阻，也就是测量值，即
等效电源电动势为电压表和电源组成回路的路端电压，也就是测量值，即
可见要减小误差，所选择的电压表内阻应适当大些，使得。

【实验方法拓展】图3
用电压表和电阻箱测电源电动势和内阻，电路如图3所示。

调节R，测出两组U、R的值，就能算出电动势和内阻，其测量的原理方程为：
其中U是电压表示数，R是电阻箱示数。

这种方法产生的系统误差和图1是一样的，因为上式中的就相
当于图1中的电流表所测的流过变阻器的电流I，误差产生的原因还是由于电压表的分流，的值并不是流过电源的电流，而只是流过R的电流，所以最终测得的电动势和内阻的测量值也都小于真实值。

2．电流表内接法
【分析方法1】计算法：
根据闭合电路欧姆定律，其测量的原理方程为：
其中U、I还是电压表和电流表的示数，通过调节滑动变阻器，同样
可以得到多组数据，每两组数据就可以求出电动势和内阻。

设某两组U、I
的值的大小关系为：U1>U2，I1<I2。

解得：，
由于电流表的分压，电压表的示数U不是电源的路端电压U0，有U<U0，设电流表的内阻为R A，用E0表示电动势的真实值，r0表示内阻的真实值，则方程应修正为：
解得：，
可见电动势的测量值等于真实值，而内阻的测量值大于真实值。

【分析方法2】图像法：利用电源的伏安特性曲线来定性分析。

如图5所示，直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线，
由于U<U0，而且I越大，U和U0之间的误差就越大，而电流表的示
数I就是流过电源的电流的真实值I0，除了读数会有误差外，可以
认为I＝I0，经过修正后，直线②就是电源真实值反映的伏安特性
曲线，由图线可以很直观的看出E=E0，r>r0。

【分析方法3】等效法：
把电流表和电源等效为一新电源，如图4虚线框所示，这个等
效电源的内阻r为r0和R A的串联总电阻，也就是测量值，即
等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压，也就是测量值，即
可见要减小误差，电流表内阻需很小，使得，这个要求在实验室测定干电池内阻时很难满足。

【实验方法拓展】
用电流表和电阻箱测电源电动势和内阻，电路如图6所示。

调节R，测出两组I、R的值，就能算出电动势和内阻，其测量的原理方程为：
其中I是电流表示数，R是电阻箱示数。

这种方法产生的系统误差和图4是一样的，因为上式中的
就相当于图4中的电压表所测的变阻器两端的电压U，误差产生的原因还是由于电流表的分压，的值并不是电源的路端电压，而只是R两端的电压。

所以最终测得的电动势的测量值等于真实值，而内阻的测量值大于真实值。

虽然第二种实验方法电动势的测量值等于真实值，但由于电源本身内阻较小，而这种方法得到的内阻的测量值，实验相对误差很大，所以综合考虑，还是采用第一种实验方法较好。