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62螺旋测微器(千分尺)的使用

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云东中学高二（2）物理学案 编号（62）
螺旋测微器（千分尺）的使用
主备：武艮堂 编制日期：11、2
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一、学习目标
知道螺旋测微器的结构及制作原理，会使用它测物体的长度。
二、完成目标（老师用视频讲解）
（一）拧开自己的铅笔帽或水性笔杆，看螺杆上有几个螺距？要拧紧笔杆需要拧几圈？
（二）螺旋测微器
螺旋测微器（又叫千分尺）是比游标卡尺更精密的测量长度的仪器。用它测量长度可精确到0.01mm，但读数要读到0.001mm位。
1、主要构造（如图专1-5所示）

2、原理（放大原理）
精密螺纹的螺距为0.5mm，旋钮每旋转一周，测微螺杆就前进或后退0.5mm。可动刻度上的刻度50等分，每一格表示0.01mm。如图专1-6所示，当把微分筒旋转1分度（圆周的1/50）时，测微螺杆就向前移动了0.01mm。（这里用的是机械放大原理）

3、 使用方法
（1）校准零点：如图专1-7所示，测量前使测微螺杆P和测砧A并拢，观察可动刻度H的零刻线是否跟固定刻度G的零刻线重合（对齐）。如两零刻线重合（图专1-7），即刻线校准，可进行测量；若两零刻线不重合，即存在误差，此时就需要修正。

（2）操作方法：放出螺杆，将被测物体置于A、P之间（如图专1-8所示），旋转旋钮K，当P开始接触被测物体时，应停止旋转K，而改为旋转微调旋钮K’，以防止螺杆P和测砧A过分紧压待测物体，这样即保证了测量结果的准确性，又保护了螺旋测微器。当停止使用K改为使用K’时，应轻轻转动微调旋钮K’，当听到“嗒，嗒”的响声时，表明被测物体刚好夹住，然后转动锁紧手柄T使P止动。

测量完毕，应用软布将螺旋测微器擦拭干净，并在测砧与测微螺杆之间留出一点间隙后，再装入盒内。
4、读数方法
（1）读数方法
毫米的整数及半毫米部分在固定刻度上读出，半毫米以下部分在可动刻度上读出，并估读一位。半毫米以下部分读法为：找出与水平轴线对应的可动刻度的刻线，这个刻线与可动刻度0刻线间的格数乘以0.01mm，就是长度在半毫米以下部分的读数，即螺旋测微器的读数=固定刻度示数（包括半毫米）+可动刻度示数×精确度（0.01mm）。例如，图专1-9所示的情况，与轴线对应的可动刻度的刻线为12.5（其中“12”是准确格数，“5”是估读的格数）。被测长度小于0.05mm的读数为12.5×0.01mm=0.125mm。

（2）注意事项
①读数时要准确到0.01mm，估读到0.001mm，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线是否露出，可动刻度边缘是否已过固定刻度的刻线。一般有以下三种情况：
a．可动刻度0刻线在水平轴线上方（如图专1-10甲所示）；

b．可动刻度0刻线在水平轴线下方（如图专1-10乙所示）；
c．可动刻度0刻线正对水平轴线，则说明可动刻度边缘正压在固定刻度轴线上（如图专1-10丙所示）。
对上述a、b两种情况需要估读出毫米千分位上的数值。如图专1-10甲中，被测物体的长度应读为6mm+0.01×47.2mm=6.472mm。（未过半毫米刻线）
又如图专1-10乙中，被测物体的长度应读为6.5mm+0.01×7.2mm=6.572mm。（已过半毫米刻线）
而对上述c情况，表明可动刻度尺的刻线正压在水平轴线上，读数时需要在毫米千分位上补“0”，如图专1-10丙中，被测物体的长度应为6.5mm+0.01×0.0mm=6.500mm.
（3）注意螺旋测微器半毫米刻线的位置
有的半毫米刻线在固定刻度水平轴线的上方，有的则在水平轴线的下方。图专1-11甲为半毫米刻线在水平轴线上方，而图专1-11乙为半毫米刻线在水平轴线下方。

三、课堂小结（原理、读数方法）

四、检测目标

如图专1-12所示，是使用螺旋测微器测某零件直径时指示的位置，则刻零件的直径为_________mm。

游标卡尺由哪几部分构成，各部分的作用是什么?

2、主尺上的最小分度是_____mm,有10个格的游标尺，10个格的总长度是______mm,每个小格的长度是______mm.

3、在图附-2中，若游标尺上的第1条刻线与主尺上1mm刻线对齐，主尺上0刻线与游标尺上0刻线之间距离——即被测物体长度是______mm；若游标尺上的第2条刻线与主尺上2mm刻线对齐，被测物体长度是______mm；若游标尺上的第9条刻线与主尺上9mm刻线对齐，被测物体长度是______mm若游标尺上的第10条刻线与主尺上10mm刻线对齐，被测物体长度是______mm。

注：测量工具的精确度的定义：它能够准确测量的最小值。如刻度尺能够准确测量的最小长度为1mm，所以它的精确度是1mm。

4、游标尺有10个格的游标卡尺，它的精确度是多少?它与（1/游标尺上的格数）有何关系？
5、总结游标尺上有10个格的游标卡尺的读数方法（有两种）
（1）课本上介绍的方法是：

（2）物理参考书介绍的方法是：

目标二：对游标尺上有20个格的游标长度来说

1、游标尺上20个格的总长度为____mm,每个小格的长度是_______mm。
2、它的精确度是_______mm,它与（1/游标尺上的格数）有何关系？

3、总结这种游标卡尺的读数方法

目标三：对游标尺有50个格的游标卡尺来说
1、游标尺上50个格的总长度为_____mm,每个小格的长度是_______mm。
2、它的精确度是_____mm，它与（1/游标尺上的格数）有何关系？

3、总结这种游标卡尺的读数方法：

4、由上可知游标卡尺读数是否要估读？

三、课堂小结：

(1)游标卡尺的种类：_________________
_____________________________
（1）各种游标卡尺的精确度___________
___________________________________
__________________________________。
（2）游标卡尺怎么读数？读数时是否要估读到最小刻度的下一位？

四、检测目标：

左端的零位置，若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。
（1） 将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔
（2） 将功能选择开关旋到直流电压档
（3） 根据待测电压的估计值选择量程，如果难以估测待测电压值，应按照从大到小的顺序，先将选择开关旋到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量。
（4） 测量时，用红黑表笔使多用电表跟用电器并联，注意使电流从“+”插孔流入多用电表，从“-”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S，如图所示。
（5） 根据档位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。
3：测电流的步骤：
（1） 同上
（2） 同上
（3） 将功能选择开关旋到直流电流档。

问题2：
在问题1中如果R是可以变化的，求R等于多少时，电源的输出功率最大？电源的输出功率的最大值是多少？（提示：通过配方的方法求，如果不会查阅物理参考资料）

问题3：设E=6V，r=2,求R=1、R=2、R=3、R=5时对应的电源输出功率。建立直角坐标系P－R，通过描点法作出P随R变化的图像。

问题4：（1）在问题1中，求电流效率的表达式；
（2）当R=r时，电源的效率是多少？它是否是电源的最大效率？

总结规律：
1：在这类问题中，r能否变化。
2：P随R的变化是不是单调函数，若不是，R在那个范围取值，R增大，P增大。R在哪个范围取值，R增大，P减小。
3：R增大，电源效率如何变化？

目标二：
例1：如图所示，电源电动势E=9.0V，内阻r=1.0、R1=0.5，求R2的阻值多大时，
（1） 电源输出的电功率最大？最大输出功率是多少？此时效率为多大？
（2） 电阻R1的电功率最大？最大电功率是多少？
（3） 滑动变阻器R2的电功率最大？最大电功率是多少?
(提示：该题主要考查纯电阻电路的电功率计算，注意等效电源的处理)

例2：。
如图所示：电源电动势为E，内阻为r，定值电阻R的阻值为R，R1为可变电阻。当R1等于多少时，R1消耗的电功率最大？

通过例1、例2总结等效电源E、r的求法：

三、课堂小结