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第三章 恒定电流
第5节 科学测量：长度的测量及测量工具的选用
常用长度测量工具
测量
直径
厚度
精确度不够，不能直接测量。
游标卡尺
螺旋测微器
测量精度？
1.认识长度测量工具游标卡尺和螺旋测微器的结构。
2.掌握游标卡尺和螺旋测微器读数的方法及原理。
3.能选用合适的长度测量工具进行测量。
2.结构
1.功能
可测量长度、内外径、深度的工具
测量深度
测量内径
测量长度和外径
一、游标卡尺的测量原理及使用
3.种类
主尺
１
０
０
１０
游标尺
２
ｃｍ
主尺
１
０
０
10
游标尺
２
ｃｍ
20
主尺
１
０
０
１０
游标尺
２
ｃｍ
２０
３
４
５
３０
４０
５０
十分度尺
二十分度尺
五十分度尺
4.原理
游标卡尺主尺的最小刻度为1mm,如果是十分度尺，游标尺上刻度长度为9mm。游标尺上共有10个等分，每个刻度为0.9mm，比主尺小0.1mm。当测量爪并拢时，主尺和游标尺的零刻度线对齐，游标尺的第10条刻度线恰好与主尺的9mm刻度线对齐，如图3－32所示。用十分度尺测量可精确到0.1mm。
同理：二十分度尺是将游标尺上的19mm等分为20份。精度为0.05mm（1/20）。五十分度尺是将游标尺上的49mm等分为50份。精度为0.02mm（1/50）。
5.读数
（1）读主尺：首先以游标尺零刻度线为准在主尺上读取毫米整数，
（2）读游标：然后看游标尺上第几条刻度线与主尺的刻度线对齐，若没有正好对齐的线，则取最接近对齐的线进行读数。
7mm
第6条线对齐
6ⅹ0.1mm
（3）计算式：若用 l 表示物体的长度，n 表示游标尺零刻度线前整毫米数，k 表示与主尺对齐的游标尺刻度数，m 为游标卡尺的精度，则 l = n + km。
7 mm + 6×0.1 mm = 7.6 mm
左图读数：
主尺：
14mm
游标：
第32条
精度：
0.02mm
n
k
m
读数：
14mm+32×0.02mm=14.64mm
使用注意事项
1.测量时，右手拿主尺，大拇指移动游标尺，左手拿待测物体，当其与测量爪相贴时，即可锁定螺钉，读取数据。
2.游标卡尺是比较精密的测量工具，使用时要轻拿轻放，移动游标尺不能用力过猛，两测量爪与待测物的接触不宜过紧。
3.读数时，应通过螺钉将游标尺锁定于主尺。
2.结构
1.功能
比游标卡尺更精密的长度测量工具
二、螺旋测微器的测量原理及使用
3.原理
测微螺杆每旋转一周，使沿着旋转方向前进或后退一个螺旋的距离。
螺旋测微器的刻度由固定刻度和可动刻度两部分构成。固定刻度的中间线两侧分别有毫米刻度和半毫米刻度。可动刻度部分每旋转一周，测微螺杆前进或后退 0.5 mm，而可动刻度分为 50 等分，每旋转一个可动刻度，测微螺杆前进或后退 mm = 0.01 mm，所以,用螺旋测微器测量长度可精确到 0.01 mm。
因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能通过圆周上的读数表示出来。
“千分尺”
4.读数
（1）读固定刻度：先读固定刻度的毫米刻度，再读半毫米刻度。若半毫米刻度线已露出，记作 0.5 mm ；若半毫米刻度线未露出，则记作 0.0 mm。
（2）读可动刻度：再读可动刻度（注意估读）
可动刻度：2.0
（3）计算式：若用 l 表示物体的长度，n 表示固定刻度，k 表示可动刻度数，m 为度，则 l = n + km。
5 mm + 2.0×0.01 mm =5.020 mm
左图读数：
5mm
固定刻度：
8.5mm
可动刻度：
2.3
精度：
0.01mm
n
k
m
读数：
8.5mm+2.3×0.01mm=8.523mm
通常情况下，测量不同的长度所用的测量工具是不同的。那么，应当如何选择测量工具呢？
测量工具都有一定的量程、测量精度和测量条件。
米尺的精度： 1 mm
可测量小于 1 m 的普通物体的长度
游标卡尺的精度:常见的有 0.1 mm、0.05 mm 和 0.02 mm
一般可测量小于 150 mm 的物体的内径、外径、深度或长度
螺旋测微器的精度: 0.01 mm
一般可测量小于 50 mm 的物体的相关尺寸
三、长度测量工具的选用
在测量前，应根据测量对象和测量要求合理选择测量工具。一般应考虑以下几个方面：
第一，根据测量所需要的精度来选择测量工具。
如：一个机器零件的加工尺寸要求误差不大于 0.02 mm。应选用什么测量工具？
第二，根据对被测对象估计值的大小选择量程合适的测量工具。
如：测量一本书的长度。应选用什么测量工具？
第三，符合测量的经济性。在保证测量精度的前提下，应全面考虑测量工具的成本、耐磨性、测量效率等因素，选择比较经济、测量效率较高的测量工具。
随着科学技术的发展，长度测量范围日益扩大，对测量工具的测量精度和效率的要求越来越高，测量工具也不断改进。
激光测距仪
激光米尺
特点：量程大、精度高、测量便捷。
实验目的
（1）测量空心圆筒的外径、内径和深度及大头针中间位置附近的直径。
（2）学会使用游标卡尺和螺旋测微器，能根据实际需要选择合适的测量工具。
实验器材
游标卡尺、螺旋测微器、空心圆筒、大头针。
实验步骤
1、使用游标卡尺测量空心圆筒的外径、内径和深度；记录数据；多次测量，求平均值
2、使用螺旋测微器测量大头针中间位置附近的直径；记录数据；多次测量，求平均值
四、实验：长度测量
数据分析
实验结论
1、由游标卡尺测得空心圆筒的外径： mm ；内径: mm和深度: mm
2、由螺旋测微器测得大头针中间附近的直径： mm ；
1.图甲为北京大学考古与艺术博物馆收藏的景德镇窑瓷器，格调清新，制作精美。
(1)为精确测出其深度，可选用的测量器材为___；
A.螺旋测微器
B.游标卡尺
B
(2)利用图乙中游标卡尺的____(选填“a”“b”或“c”)测量它的内径。正确操作后，示数如图丙所示，测量值为_____ cm。
a
8.12
2.如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的读数依次为______mm、_______mm、______mm。
17.3
23.35
10.38
3.螺旋测微器为精密仪器，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，为防止螺旋测微器损伤，当测砧和测微螺杆快接触合金丝时应改为旋转图甲所示的部件____(选填“A”“B”“C”或“D”)，你将会听到“喀喀”响声，表示已经夹紧，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前还应先旋紧如图甲所示的部件 (选填“A”“B”
“C”或“D”)。从图乙中的示数可读出合金丝的直径为_______ mm。
D
B
3.700
4.下面三个螺旋测微器的读数为
甲________mm，乙_________________________mm，丙_______mm。
3.550
3.205(3.204、3.206均正确)
0.900

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