|
千分尺和游标卡尺的读数是高中阶段常用和两种测量长度的仪器，也是实验考查的重点，本文就两种仪器的读数作以系统的介绍。
一、 游标卡尺
1、游标卡尺的工作原理：游标卡尺的种类较多，常用的有十分度、二十分度和五十分度三种，但其工作原理是相同的，下面以十分度为例作以介绍。
⑴游标卡尺的构造：卡尺结构如图1—1所示主要由两部分组成，即可移动的游标部分A和主尺部分B组成。 （图片） ⑵测量原理：游标卡尺的主尺的最小刻度为1mm，
游标上共有10个等分刻度，全长为9mm，也就是每个刻度为0.9mm，比主尺上刻度小0.1mm。
当量爪并拢时游标的零刻度线与主尺的零刻度对齐，此时示数为0。
当游标向右移动0.1mm，这时游标的1刻度与主尺的1刻度对齐。
同理当游标向右移动0.2mm，这时游标的2刻度与主尺的2刻度对齐
游标向右移动0.3mm，这时游标的3刻度与主尺的3刻度对齐
游标向右移动0.9mm，这时游标的9刻度与主尺的9刻度对齐
游标向右移动1mm，这时游标的10刻度与主尺的10刻度对齐
游标向右移动1.1mm，这时游标的0刻度线过了主尺的1mm刻度，且游标1刻度与主尺2刻度对齐。
依此类推右移动n.kmm，这时游标的0刻度线过了主尺的n mm刻度，且游标0.k/m刻度与主尺n+0.k/m刻度对齐。(0.k指小数部分，m指游标卡尺的精度10分度的为0.1，20分度的为0.05，50分度的为0.02，这种方法对20、50分度的游标卡尺同样适用。)
例1：用一10分度的游标卡尺测量一长度为6.8mm的物体，则游标的哪个刻度与主尺的哪个刻度对齐？
解析：由上面的规律可知，对齐的应是游标的第0.8/0.1=8个刻度与主尺上6+8=14mm处对齐。（图片） ⑶游标卡尺的读数：由上面的分析不难理解，
用S表示物体的长度，n表示游标0刻度线前整毫米数，k表示与主尺对齐的游标刻度数，m为游标卡尺的精度，则S=n+km
例2如图1-1所示中卡尺的读数是少？
解析：由图可知游标的零刻度线前整毫米数为6mm，与主尺对齐的是游标的第4个刻度，该尺的精度为0.1，所以S＝6+4*0.1＝6.4mm
⑷理解了10分度的对20和50分度的就不难理解，它们的游标他别是19mm和49mm，游标上的每个刻度比主尺最小分度分别小了0.05mm 0.02 mm，在读数时方法与10分度的相同，只是S=n+km中m分别为0.05mm和0.02mm。
⑸游标卡尺不要求估读，如游标上没有哪个刻度与主尺刻度线对齐的情况，则选择最近的一根读数，有效数字要与精度对齐。
例3：用50分度的卡尺在金属丝三个不同的部位分别进行测量数据如下
2..02mm 2mm 2.020mm，其中有误的是哪组，造成错误的原因是什么？
解析：从数据上看2mm 2.020mm这两组有误，在测量时所使用的是50分度的卡尺，它的精度应达到0.02mm，我们所读出的数据要与卡尺的精度对齐，即使正好是2mm，我们也应写成2..00mm，数据2.020mm的错误是出在了估读上，用卡尺测量是不用估读的。
二、螺旋测微器
1、螺旋测微器的构造原理：螺旋测微器的构造如图2—1所示
它的刻度由固定刻度A和可动刻度B两部分构成。（图片） 固定刻度又分整刻度和半刻度，每个刻度为1mm.
可动刻度部分每旋转一周测微螺杆前进或后退0.5mm，而每一周又分了50个刻度，所以每旋转一个刻度测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm，所以螺旋测微器测量长度时可以精确到0.01mm.
2、 螺旋测微器的读数
当用螺旋测微器测量好物体时我们要读出所显示的示数，这时所测物体的长度可表示为：L=n*0.1+k*0.01
单位为mm
注：L为物体的长度，n表示固定刻度所显示的刻度数(注意半刻度)，k 为与固定刻度线所对齐的可动刻度数(在这里k要估读)。
例：读出图2-1中螺旋测微器的示数。
由图可知固定刻度所显示的刻度数为2mm, 可动刻度所示的刻度数为13个多，这里我们估读为13.6所以物体长为2mm+13.6*0.01=2.136mm
下面我们再来看一个例子：
例4：在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图2-2所示，用米尺测量金属丝的长度 。金属丝的电阻大约为4Ω。先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
（1）从图2-2中读出金属丝的直径为______________。
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：（图片） 直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
电流表 ：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
电流表 ：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；
滑动变阻器 ：最大阻值10Ω；
滑动变阻器 ：最大阻值50Ω；
开关、导线等。
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_______________，应该选用的滑动变阻器是_______________________。
（3）根据所选的器材，画出实验电路图。
（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为 ＝4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为____________Ω·m。（保留二位有效数字）
2/23/2008
|
