2019-2020年高中物理 实验手册 第二部分 实验2 螺旋测微器的使用.doc

2019-2020年高中物理 实验手册 第二部分 实验2 螺旋测微器的使用实验目的1了解螺旋测微器的构造及原理。2学会使用螺旋测微器及掌握读数方法。实验器材螺旋测微器，金属小球，金属薄板，金属丝。仪器介绍螺旋测微器又叫千分尺，比游标卡尺更精密，精确度可达0.01毫米，读到0.001毫米。主要用于测量细小物体的长度，如导线的直径，薄片的厚度等。它的结构如图2-1所示，由固定部分与可动部分组成。固定部分有固定框架、小砧、固定刻度尺、制动器组成 。可动部分有测微螺杆 、可动刻度、旋钮、微调旋钮组成。图21螺旋测微器的设计思路与卡尺类同，依然是将一个微小量放大后进行读数，只不过是放大倍数更大，读数的精度更高。螺旋测微器是应用螺旋工作原理，即螺旋转一周，在螺旋轴线方向上测微螺杆就前进或后退一个螺距，其螺距为0.5毫米，可动刻度尺沿圆周分为50个等份，每一等份表示0.01毫米。旋转两周，就转过100等份，测微螺杆就前进或后退了1毫米。也就是把1毫米的长度，放大为两个周长，在100等份上去精细读数。当小砧与测微螺杆并拢时，可动刻度的边沿线与固定刻度的零刻度线重合，可动刻度尺上的零点恰与固定刻度尺上的刻度轴线重合，向外旋出测微螺杆，如果可动刻度的第1条刻度线与刻度轴线重合，表示已有0.01毫米的读数，若第2刻度线与刻度轴线重合，表示已有0.02毫米的读数，依此类推，若刻度轴线指在可动刻度的两条刻度线之间，则需进行估读，即估读到0.001毫米，这也是将螺旋测微器称为千分尺的原因。如果一个物体的长度已超过0.5毫米，需先从固定刻度尺上读出0.5毫米的数值，再加可动刻度尺上的读数，二值之和就是该物体的长度。操作方法1. 螺旋测微器是一个精密的量具，它有粗调和细调二个旋纽。使用时，在测微螺杆远离被测物时，使用粗调旋纽，省力快捷；当测微螺杆快靠近被测物体时，应改用微调旋纽，听到“哒哒”的响声，表示此时可以读数，这样做既可使测量结果精确，又可保护螺旋测微器精密螺杆不受损伤。2. 用螺旋测微器测量时，同样要先检查零点。按1中所说方法，使测微螺杆与小砧接触，检查套筒边沿线与固定刻度的零刻线以及套筒上零刻度线与固定刻度尺的刻度轴线是否重合，如不重合，说明存在零误差，可以先读出零误差，读数后再进行修正。3. 在读数时，为防止读错数据，可将数据分两次记录，先记录固定刻度上的读数，再记录套筒上可动刻度的读数，两者相加得出物体的长度值。例如图22中，可写为1.5毫米 0.238毫米1.783毫米，1.5毫米 0.280毫米1.780毫米，5毫米 + 0.033毫米5.033毫米。图 22 4. 螺旋测微器是精密测量工具，保护好测微螺杆与小砧十分重要。使用时，必须注意按粗调、微调程序进行。被测物放入、取出或移动测试部位，必须先使测微螺杆与被测物分离，防止测微螺杆和螺纹受到损伤。另外，左手持曲柄部分时，应拿在绝热护板处，以避免人体温度影响测试结果。实验步骤1. 观察螺旋测微器各部分，注意固定刻度上的最小分度与套筒上可动刻度的最小分度，松开制动栓，按操作程序检查零点，熟悉读数方法。2. 测金属小球直径。选择不同部位测三次，将数据记录表格中，并求出直径平均值。3. 测金属薄板厚度，选择不同部位测三次，将数据记录表格中，并求出厚度平均值。4. 测金属丝直径，选择不同部位测三次，将数据记录表格中，并求出直径平均值。实验指导1. 测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，这样既使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。2. 读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。3. 读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，既使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应估读为“0”。4. 当小砧和测微螺杆并拢时，套筒边沿线与固定刻度的零刻线以及套筒上零刻度线与固定刻度尺的刻度轴线如果不重合，将出现零误差，最后测量读数应加以修正。问题思考1. 用螺旋测微器测一根金属丝的直径时，为什么要在不同部位、不同方位多次测量后取平均值？2. 在使用螺旋测微器时，当测微螺杆快要接近被测物体时，为什么要改用微调旋钮？