新教材2023版高中物理第十一章电路及其应用3.实验：导体电阻率的测量第1课时实验1长度的测量及测量

3.实验：导体电阻率的测量
新课程标准核心素养目标
1.通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系2．会测量金属丝的电阻率科学思维
进一步体会伏安法测电阻电路的设计思想，
会根据不同情况设计电路图
科学探究
了解本实验需要测量的物理量及所用的器材
和使用方法，能进行分组分层、自主合作探
究
科学态度
与责任
知道影响导体电阻的因素，掌握测定金属丝
电阻率的实验原理
第1课时实验1长度的测量及测量工具的选用
实验必备·自主学习——突出基础性素养夯基
一、游标卡尺
1．构造
如图所示的是游标卡尺的结构图．
2．原理：利用主尺的单位刻度(1 mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度的．不管游标尺上有多少个小的________刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小的等分刻度少________．常见的游标尺上小的等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：
刻度格数(分度)
刻度
总长度
1 mm与每
小格的差值
精确度
(可精确到)
109 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
3.读数
(1)读数时，先读________上的刻度——读游标尺零刻度线之前的整毫米数，如图中应读________ mm.
(2)再读________上刻度——读游标尺零刻度线之后哪条刻度线与主尺刻度线重合，再乘
以游标尺的精确度，如图中应读7×0.1 mm.
(3)将主尺读数与游标尺读数________即为被测物体的长度，如图中物体长度为23 mm ＋7×0.1 mm＝23.7 mm＝2.37 cm.
注意：游标卡尺测量长度不需要________．
4．使用
(1)当外(内)测量爪一侧的两个刃接触时，游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线正好对齐．
(2)将被测物体夹(套)在这两个刃之间，把主尺读数和游标尺读数综合起来，就是被测物体的长度．
二、螺旋测微器
1．构造
如图所示，它的测砧A和固定刻度B是固定在尺架C上的；可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在B上．
2．原理
精密螺纹的螺距是0.5 mm，即旋钮D每转一周，测微螺杆F前进或后退0.5 mm，可动刻度E分成50个等分刻度，因此每旋转一格，对应测微螺杆F前进或后退0.01 mm.0.01 mm 即为螺旋测微器的精确度．
3．读数
L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×分度值．
4．使用
当A与F并拢时，可动刻度E的零点恰好跟固定刻度B的零点重合，逆时针旋转旋钮D，将测微螺杆F旋出，把被测物体放入A、F之间的夹缝中，再顺时针旋转旋钮D，F快要接触被测物时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，直到听到“喀喀”声．
拓展：有效数字
(1)概念：带有一位不可靠数字的近似数字叫作有效数字．
(2)确认方法：有效数字的位数：从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止，共有几个数字，就是几位有效数字．
(3)示例：在0.092 3、0.092 30、2.014 0中，有效数字的位数依次为3位、4位和5位．
(4)科学记数法：大的数字，如36 500，如果第3位数“5”已不可靠，则应记作3.65×104；如果是在第4位数“0”不可靠，则应记作3.650×104.
关键能力·合作探究——突出综合性素养形成
探究总结
1.游标卡尺的读数＝主尺读数＋游标尺读数．
2．游标卡尺的读数方法：“三看”
(1)一看：精确度．
(2)二看：游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端(如图所示)
(3)三看：游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐．
典例示范
例 1 如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺依次分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________ mm、________ mm、________ mm.
针对训练1 图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(选填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________ mm.
针对训练2 某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________ cm和________ mm.
类型二螺旋测微器的读数
探究总结
1.读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位．
2．读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出．
典例示范
例 2 用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件________(选填“A”“B”“C”“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm.
针对训练3 在测量一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为________ mm.
针对训练4 读出图中给出的螺旋测微器的示数．
甲：________ mm，乙：________ mm，丙：________ mm.
课堂检测·素养达标——突出创新性素养达标
1.(1)如图1所示的游标卡尺，游标尺上共有20个分度，用它测量某工件的外径时，示数如图1所示，则此工件的外径是________ mm.
(2)用螺旋测微器测量某电阻丝的直径，如图2所示，则此电阻丝的直径为________ mm.
2．读出下面游标卡尺和螺旋测微器的示数．
(1)________ cm
(2)________ cm
(3)________ mm
(4)________ mm
(5)________ mm
(6)________ mm
(7)________ mm
(8)________ mm
3．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为________ mm，用游标为50分度的卡尺(测量值可精确到0.02 mm)测定某圆柱体的直径时，卡尺上的示数如图乙所示，可读出圆柱的直径为________ mm.
第1课时实验1长度的测量及测量工具的选用
实验必备·自主学习
一、
2．等分 1 mm
3．(1)主尺23 (2)游标尺(3)相加估读
精析典例·提升能力
类型一
【例1】【解析】甲图主尺整毫米为17 mm，游标尺读数为7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.
乙图主尺整毫米是24 mm，游标尺读数为17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是24 mm＋0.85 mm＝24.85 mm.
丙图主尺整毫米是3 mm，游标尺读数为9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm.
【答案】17.7 24.85 3.18
针对训练1 解析：由游标卡尺的结构原理可知，测内径应选游标卡尺的内测量爪，故选A；游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺的读数为5×0.05 mm＝0.25 mm，故钢笔帽的内径为11.25 mm.
答案：A 11.25
针对训练2 解析：金属杆长度由刻度尺示数可得，由题图甲得L＝60.10 cm.由题图乙知，此游标尺为50分度，准确度为0.02 mm，游标尺上第10刻线与主尺上的一条刻线对齐，则金属杆直径为d＝4 mm＋0.02×10 mm＝4.20 mm.
答案：60.10 4.20
类型二
【例2】【解析】读数前应先旋紧B，使读数固定不变，螺旋测微器的固定刻度为0 mm，可动刻度为41.0×0.01 mm＝0.410 mm，所以最终读数为0 mm＋0.410 mm＝0.410 mm.
【答案】 B 0.410
针对训练3 解析：校零时可动刻度为0.7格，故读数为0.7×0.01 mm＝0.007 mm，测量时固定刻度上读数为0.5 mm，可动刻度为15.7格，故读数为0.5 mm＋15.7×0.01 mm＝0.657 mm.合金丝的直径为两次读数之差，D＝0.657 mm－0.007 mm＝0.650 mm.
答案：0.007 0.650
针对训练4
答案：3.550 3.205 0.900
课堂检测·素养达标
1．解析：(1)20分度的游标卡尺，精确度是0.05 mm，游标卡尺的主尺读数为4 mm.游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为9×0.05 mm＝0.45 mm，所以最终读数为 4 mm＋0.45 mm＝4.45 mm.(2)螺旋测微器的固定刻度为 1.5 mm，可动刻度为6.8×0.01 mm＝0.068 mm，所以最终读数为1.5 mm＋0.068 mm＝1.568 mm.
答案：(1)4.45 (2)1.568(1.567～1.569均正确)
2．答案：(1)1.052 (2)1.029 5 (3)22.5 (4)6.70 (5)44.00 (6)9.270 (7)1.555 (8)1.130
3．解析：螺旋测微器的固定刻度读数为8 mm，可动刻度读数为11.6×0.01 mm＝0.116 mm，所以最终读数为8 mm＋0.116 mm＝8.116 mm.
游标卡尺的主尺读数为42 mm，游标尺上第3个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为3×0.02 mm＝0.06 mm，所以最终读数为42 mm＋0.06 mm＝42.06 mm.
答案：(1)8.116(8.115、8.117也算对) 42.06。