3 用电桥测量电阻
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实验三 直流电桥与电阻测量
电阻的阻值范围一般很大，可以分为三大类型进行测量．惠斯登电桥法（Wheatstone Bridge Method ）是测量中值电阻（10 ～ 106 Ω）的常用方法之一．它通过在平衡条件下，将待测电阻与标准电阻进行比较以确定其数值．电桥法具有测试灵敏、精确和使用方便等特点，已被广泛地应用于电工技术和非电量电测法中．
对于低值电阻（10 Ω以下），不能应用通常的惠斯登电桥测量，其主要矛盾是在接触处存在接触电阻（大小在10-2 Ω的数量级）．当待测电阻值在10-1Ω甚至10-1 Ω以下时，显然接触电阻和引线电阻将使测量完全失去其正确性．因此，对于低值电阻，须采用可消除接触电阻和引线电阻的测量方法——四端法（Four Probe Method ）进行测量（也可采用开尔文电桥法进行测量）．四端法是国际上通用的测量低值电阻的标准方法之一．它是通过测量待测电阻两端电压和流经的电流来确定其数值的．四端法具有直接，且克服触点电阻和引线电阻等特点，适用于各类电阻的测量，尤其是低值电阻的测量．
而对于高值电阻（＞107 Ω）的测量，一般可用兆欧表和数字万用表．
【实验目的】
1．掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和方法； 2．掌握四端法测量电阻的原理和方法．
【实验原理】
1．惠斯登电桥的工作原理
惠斯登电桥的原理如图1所示，它是由电阻R 1、R 2、R 和待测电阻R
以及用导线连成的封闭四边形ABCDA 组成，在对角线AC 两端接电源，在对角线BD 两端接电压表V ．接入电压表的对角线称为“桥”，4个电阻R 1、R 2、R 和R x 就称为“桥臂”．在一般情况下，电压表上有电压显示．若适当调节R 1、R 2和R 阻值，能使电压表的显示电压V 恰好为零，这时叫做“电桥平衡”．
电桥平衡时（V = 0），表明B 、D 两点的电势相等，由此得到
U AB = U AD ，U BC = U DC ， 亦即
I 1 R 1 = I 2 R 2，I x R x = I R R （1）
同时有
I 1 = I x ，I 2 = I R （2）
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由（1）、（2）式得到
R R R R x ×=
2
1
（3）
由（3）式可看出，当知道R 1 /R 2 的比值及电阻R 的数值后，就可算出R x ．
2．四端法的工作原理
图2为四端法原理图，图中R x 是待测低值电阻，R n 是标准电阻．四端法基本原理是：如果已知流过待测电阻的电流I （可通过测量标准电阻R n 上的电压获得），当测量得到了待测电阻R x 上的电压U x ，则待测电阻R x 的值为
I
U
R x x = （4）
四端法基本特点是恒流源通过两个电流引线极将电流供给待测低值电阻，而数字电压表则通
过两个电压引线极来测量由恒流源所供电流而在待测低值电阻上所形成的电位差U x ．由于两个电流引线极在两个电压引线极之外，因此可排除电流引线极接触电阻和引线电阻对测量的影响；又由于数字电压表的输入阻抗很高，电压引线极接触电阻和引线电阻对测量的影响可忽略不计．
3．电阻率的测量
电阻R 与电阻率 r 有如下关系
s
l
R ×=r （5）
其中l 为待测电阻的长度，s 为待测电阻的截面积．如果待测电阻的直径为d ，则电阻率为
R l
d ×p = 4 2
r （6）
通过d 、l 和R ，可求得待测电阻材料的电阻率．
【实验内容】
1．利用惠斯登电桥测量待测电阻 （1）参照图1，自搭电桥测量装置；
（2）如何适当选用R 1 /R 2的比值，以保证待测电阻得到要求的有效位数；
（3）利用误差传递公式以及给定的精密电阻和可变Array电阻箱允差，计算待测电阻的相对不确定度．
2．利用四端法测量低值电阻
（1）参照图3，自搭实验装置；
（2）改变电源的输出值，测量待测电阻S-1、S-2以
及S-3上电压值，每个电阻测量都应选取15个以上的数
据点．
（4）实验验证电压引线极接触电阻和引线电阻对测
量的影响可忽略不计，详细写出验证方法．
（5）用作图法和最小二乘法求待测电阻阻值．
3．求出各待测电阻材料的电阻率．
【实验仪器】
1．电阻
（1）精密电阻：100 Ω、200 Ω、1 kΩ和10 kΩ各2个；
（2）可变电阻箱；
（3）待测电阻：R A、R B、R C
S-1（镍铬合金丝）、S-2（镍铝合金丝）、S-3（不锈钢丝）．2．稳压源、恒流源和万用表．
3．实验接线板、导线、短接桥和开关等．
【注意事项】
1．测量时，必须由粗到细地调节和测量．
（1）调节测定臂（即可变电阻箱R）时应该由高位到低位依次进行（低位值应先置零），当大阻值的旋钮转过一格，且电压表显示电压变向时（说明电桥平衡就在这一档数值内），再调节下一档小阻值的旋钮．
（2）调节测定臂R使电桥达到平衡时，电压表必须按一定程序使用，如电压表的量程档位必须由高向低逐步切换，直至用最低量程档．
（3）平衡状态是指电压表在最低量程位显示为零，所以测量时，应该用电路时断时通时的电压表在最低量程位显示是否都为零来判断．
（4）在正式测量前，首先观察改变测定臂时（增大阻值或减小阻值）电压表读数变化规律（向“+”方向或向“－”方向趋于零），这样在正式测量操作时能减少盲目性．（5）在测量过程中，如果有效位读数的旋钮都旋到最小仍不能使电桥平衡，则应增大比率臂后再进行测量；如果只用后几个有效位旋钮达到了平衡，则应减小比率臂后再进行测量．（为什么？）
2．恒流源的供给电流不大于100mA．
3．恒流源应预热十分钟后，方可进行测量．
4．实验结束时，应关闭电源开关，整理实验仪器．
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【预习题】
1．什么是比较法？电桥测量中用哪两个物理量进行比较？此时的条件是什么？
2．什么叫电桥达到平衡？在实验中如何判断电桥达到平衡？
3．写出正确使用自搭电桥的测量步骤．
【思考题】
1．如何适当选择R1 和R2 的比值？
2．在自搭电桥测量电阻时，如何提高测量精度？
3．用自搭电桥测量电阻时，测量的最多有效数字取决于什么？阻值的数值特性在什么范围，可以多一位有效数字？
4．通过实验现象，分析说明为什么数字电压表的高输入阻抗，可消除电压引线极接触电阻和引线电阻对测量的影响？
【附录】
1．可变电阻箱（ZX21型）
可变电阻箱总的误差为各十进电阻盘的数值乘以相应的相对误差之和再加上残余电阻R0．R0 ＝20 mΩ．
各十进电阻盘的相对误差见下表：
十进电阻盘×10000 ×1000 ×100 ×10 ×1 ×0.1 相对误差0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 1% 5%
例如，若电阻箱输出的电阻值是12345.6Ω,则电阻箱的误差为
10000×0.1%＋2000×0.1%＋300×0.1%＋40×0.1%＋5×1%＋0.6×5%＋0.02 ＝12.44（Ω）
2．精密电阻
精密电阻的误差取标称值的千分之一．
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直流平衡电桥测电阻实验报告材料
大连理工大学 大 学 物 理 实 验 报 告 院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验时间 2008 年 12 月 10 日，第16周，星期 三 第 5-6 节 实验名称 直流平衡电桥测电阻 教师评语 实验目的与要求： 1） 掌握用单臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。 2） 掌握用双臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。 主要仪器设备： 1） 单臂电桥测电阻：QJ24型直流单臂电桥，自制惠更斯通电桥接线板，检流计，阻尼开关、四位 标准电阻箱、滑线变阻器、电路开关、三个带测电阻、电源； 2） 双臂电桥测电阻：QJ44型直流双臂电桥，待测铜线和铁线接线板、电源、米尺和千分尺。 实验原理和内容： 1 直流单臂电桥（惠斯通电桥） 1.1 电桥原理 单臂电桥结构如右图所示， 由四臂一桥组成； 电桥平衡条件是BD 两点电位相等， 桥上无电流通过， 此时有关系s s x R M R R R R ?== 2 1 成立， 其中M=R1/R2称为倍率， Rs 为四位标准电阻箱（比较臂）， Rx 为待测电阻（测量臂）。 1.2 关于附加电阻的问题： 附加电阻指附加在带测电阻两端的导线电阻与接触 电阻， 如上图中的r1, r2， 认为它们与Rx 串联。如果R x 远大于r ，则r 1+r 2可以忽略不计，
但是当R x 较小时，r 1+r 2就不可以忽略不计了，因此单臂电桥不适合测量低值电阻， 在这种情况下应当改用双臂电桥。 2 双臂电桥（开尔文电桥） 2.1 双臂电桥测量低值电阻的原理 双臂电桥相比单臂电桥做了两点改进， 增加R3、R4两个高值电桥臂， 组成六臂电桥；将Rx 和Rs 两个低值电阻改用四端钮接法， 如右图所示。在下面的计算推导中可以看到， 附加电阻通过等效和抵消， 可以消去其对最终测量值的影响。 2.2 双臂电桥的平衡条件 双臂电桥的电路如右图所示。 在电桥达到平衡时，有1234\\R R R R =，由基尔霍夫第二定律及欧姆定律可得并推导得： 31123 3141312242342 431323424 33112424 ()0x S x x x x x x I R I R I R R R R r R I R I R I R R R R R R r R R R R R R R M R I r I r R R R R R R R R R R R R ? =-? ??? ?=-?=+-? ??++?????===?=++?? ??=?-=?? 可见测量式与单臂电桥是相同的， R1/R2=R3/R4=M 称为倍率（此等式即消去了r 的影响）， Rs 为比较臂， Rx 为测量臂。 使用该式， 即可测量低值电阻。 步骤与操作方法： 1. 自组惠斯通电桥测量中值电阻 a) 按照电路图连接电路， 并且根据待测电阻的大小来选择合适的M 。 b) 接通电路开关， 接通检流计开关； 调节电阻箱Rs 的阻值（注意先大后小原则）， 使检流 计指零， 记下电阻箱的阻值Rs c) 重复以上步骤测量另外两个待测电阻值。 2. 使用成品单臂电桥测量中值电阻 a) 单臂成品电桥的面板如下页右上图所示。
惠斯通电桥测电阻实验报告
肇 庆 学 院 肇 庆 学 院 电子信息与机电工程 学院 普通物理实验 课 实验报告 级 班 组 实验合作者 实验日期 姓名: 学号 老师评定 实验题目： 惠斯通电桥测电阻 实验目的： 1．了解电桥测电阻的原理和特点。 2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。 3．测出若干个未知电阻的阻值。 1．桥式电路的基本结构。 电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。 2．电桥平衡的条件。 惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。b 、d 间接有灵敏电流计G 。当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。此时有 U ab =U ad ，U bc =U dc ， 由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有 I 4=I 3 I x =I 2 所以 44R I R I x x = 2233R I R I = 可得 x R R R R 324= 或 43 2R R R R x = 一般把 K R R =3 2称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4 要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。 3．自组电桥不等臂误差的消除。 实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测 一次得到一个R ’ 4值，两次测量，电桥平衡后分别有： 43 2R R R R x ?= ' 42 3R R R R x ?= 联立两式得： ' 44R R R x ?= 由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。 4．电桥灵敏度 电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时，电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中，为了便于灵敏度 I 2 I x c
双臂电桥测低电阻实验报告
《基础物理》实验报告 学院：国际软件学院专业：数字媒体技术2011 年 6 月3日实验名称双臂电桥测低电阻 姓名陈鲁飞年级/班级10级原软工四班学号 一、实验目的四、实验内容及原始数据 二、实验原理五、实验数据处理及结果（数据表格、现象等） 三、实验设备及工具六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论） 一、实验目的 1.了解测量低电阻的特殊性。 2.掌握双臂电桥的工作原理。 3.用双臂电桥测金属材料（铝.铜）的电阻率。 二、实验原理 我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R＝V／I测量电阻Rx，电路图如图 1 所示， 考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路图如图 2所示。 由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻R i3和R i4,因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计，此时按照欧姆定律R＝V／I得到的电阻是（Rx+ R i1+ R i2）。当待测电阻Rx小于1时，就不 能忽略接触电阻R i1和R i2对测量的影响了。 因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图 3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。 根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图5和图6所示。标准电阻Rn 电流头接触电阻为R in1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为R ix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为R n1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为R x1、R x2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。 由图5和图6，当电桥平衡时，通过检流计G的电流I G = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）
自组式直流电桥测电阻实验报告
一、实验简介 直流电桥是一种用比较法测量电阻的仪器，主要由比例臂、比较臂、检流计等构成桥式线路。测量时将被测量与已知量进行比较而得到得测量结果，因而测量精度高，加上方法巧妙，使用方便，所以得到了广泛的应用。 电桥的种类繁多，但直流电桥是最基本的一种，它是学习其它电桥的基础。早在1833年就有人提出基本的电桥网络，但一直未引起注意，直至1843年惠斯通 才加以应用，后人就称之为惠斯通电桥。单电桥电路是电学中很基本的一种电路连接方式，可测电阻围为1~106Ω。 通过传感器，利用电桥电路还可以测量一些非电量，例如温度、湿度、应变等，在非电量的电测法中有着广泛的应用。本实验是用电阻箱和检流计等仪器组成惠斯通电桥电路，以加深对直流单电桥测量电阻原理的理解。本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。 二、实验原理 电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1MΩ 的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。 1、惠斯通电桥的工作原理 惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。 图6.1.2-1 2、电桥的灵敏度 电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有R x=R0，这时若把R0改变一个微小量△ R0，则电桥失去平衡，从而有电流I G流过检流计。如果I G小到检流计觉察不出来，
? 那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到R x =R 0+△R 0，△R 0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△R x 。引入电桥的灵敏度，定义为 S=△n/(△R x /R x ) 式中的△R x 是在电桥平衡后R x 的微小改变量（实际上若是待测电阻R x 不能改变时，可通过改变标准电阻R 0的微小变化△R 0来测电桥灵敏度），△n是由于△ R x 引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。S 的表达式可变换为 S=△n/(△R 0/ R 0)= △n/△I G （△I G /(△R 0/ R 0)）=S 1S 2 其中S 1是检流计自身的灵敏度，S 2=△I G /(△R 0/ R 0)由线路结构决定，故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S 2与电源电压、检流计的阻及桥臂电阻等有关。3、交换法（互易法）减小和修正自搭电桥的系统误差 自搭一个电桥，不考虑灵敏度，则R 1、R 2、R 0引起的误差为△R x / R x =△R 1/ R 1+ △R 2/ R 2+△R 0/ R 0。为减小误差，把图6.1.2-1电桥平衡中的R 1、R 2互换，调节R 0， 使I G =0，此时的R 0记为R 0’,则有 R x =R 2/ R 1 R 0’ ， R R 0 R 0 这样就消除了R 1、R 2造成的误差。这种方法称为交换法，由此方法测量R x 的误差为 △R x / R x =1/2(△R 0/ R 0+△R 0’/ R 0’) 即仅与电阻箱R 0的仪器误差有关。若R 0选用具有一定精度的标准电阻箱，则系统误差可以大大减小。 三、实验容 1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。 2、线路连接好以后，检流计调零。 3、调节直流电桥平衡。 4、测量并计算出待测电阻值Rx ，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△R x / R x )或S=△n/(△R 0/ R 0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。 5、记录数据，并计算出待测电阻值。 四、实验仪器 本实验用到的实验仪器有：电压源、滑线变阻器（2个）、四线电阻箱（3 个）、检流计、待测电阻、电源开关，实验场景如下图组所示：
17.3《电阻的测量》教学设计
《电阻的测量》教学设计 塔子城镇中心学校王广宇一、教学目标 1．进一步掌握使用电压表和电流表的方法。 2．学会用伏安法测量电阻 3．加深对欧姆定律及其应用的理解。 二、教学重难点 1、重点：根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压。 2、难点：引导学生分析实验,发现规律，加深对电阻概念的认识。 三、教学资源： 电源、开关、定值电阻、小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干四、教学过程 （1）测量定值电阻的阻值 问题引入：如何测定一个定值电阻的阻值大小？ 设计实验:由欧姆定律的变形公式R=U/I可知，用电流表测出通过定值电阻的电流，用电压表测出定值电阻两端的电压，把实验数据代入公式，即可求出定值电阻的阻值大小。为了减少实验误差，实际测量中要改变待测电阻两端的电压，多次测量电压及电流的值，求出每次的电阻值，最后求电阻的平均数。其中，串联一个滑动变阻器，移动滑片,就可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流。电路设计如图所示： 进行实验： 实验前：教师要指导学生在实验过程中注意事项： 1.连接电路时，开关应处于什么状态； 2.闭合开关前滑动变阻器是否处于阻值最大处； 3.滑动变阻器在本实验中的作用是什么；
4.是否认真检查电路，电流表电压表的正负接线柱是否接反了；确认无误 后才闭合开关等。 5.是否通过“试触”进行量程的选择； ①根据电路图连接电路。 ②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压，并记下相应的电压表示数和电流表示数填在表格中。 ③断开开关，整理器材，结束实验。 ④算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表格中。 次数电压/V 电流/A 电阻/Ω电阻平均值/Ω 1 2 3 分析与讨论： 当定值电阻两端的电压改变时通过它的也随之而改变，但电压和电流的比值不变，即电阻不变，同时证明了电阻是导体自身的一种性质，它的大小由材料、长度和横截面积决定，与电压和电流无关。 （2）测量小灯泡的电阻 参照教科书“想想议议，用同样的方法测定小灯泡的电阻，会发现灯丝的电阻是变化的。 分析与讨论： 由于定值电阻是采用电阻受温度影响小的材料制作的，因此当定值电阻两端的电压发生变化时，定值电阻的温度虽然改变了，但阻值发生的变化却很小，可以不计，但小灯泡的灯丝是采用阻值受温度影响大的材料制成的，因此当灯泡两端的电压增大时，灯丝的温度升高，灯丝的电阻受温度的影响而增大，灯丝的电阻变化不是实验误差在起主导作用，因此灯丝的电阻不能求平均值。 五、课堂练习 动手动脑学物理1、2、3、4题。 六、板书设计： 伏安法测电阻 a)原理：R=U/I b)电路图： 表格设计：
实验报告电桥测电阻实验报告
实验题目： 惠斯通电桥测电阻 实验目的： 1．了解电桥测电阻的原理和特点。 2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。 3．测出若干个未知电阻的阻值。 实验仪器 实验原理： 1．桥式电路的基本结构。 电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。 2．电桥平衡的条件。 惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。b 、d 间接有灵敏电流计G 。当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。此时有 U ab =U ad ，U bc =U dc ， 由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有 I 4=I 3 I x =I 2 所以 44R I R I x x = 2233R I R I = 可得 x R R R R 324= 或 43 2R R R R x = 一般把 K R R =3 2 称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4 要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。 3．自组电桥不等臂误差的消除。 实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’4值，两次测量，电桥平衡后分别 R 2 R x B C
物理实验用惠斯通电桥测电阻实验报告
物理实验用惠斯通电桥测电阻实验报告 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
班级___信工C班___ 组别______D______ 姓名____李铃______ 学号__ 日期指导教师___刘丽峰___ 【实验题目】_________用惠斯通电桥测电阻___ 【实验目的】 1、掌握惠斯通(Wheastone)电桥测电阻的原理； 2、学会正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法； 3、了解提高电桥灵敏度的几种方法； 4、学会测量单电桥的灵敏度。 【实验仪器】 QJ- 23型箱式电桥，滑线电阻，转柄电阻箱(0～Ω)，检流计，直流电源，待测电阻，开关，导线若干。 【实验原理】 1．惠斯通电桥测量电阻的原理 图是惠斯通电桥的原理图。图中R1、R2和R0是已知阻值的电阻，它们和被测电阻Rx连成一个四边形，每一条边称作电桥的一个臂。四边形的对角A和B之间接电源E；对角C和D之间接有检流计G，它像桥一样。电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。当C、D两点之间的电位不相等时，桥路中的电流IG≠0，检流计的指针发生偏转；当C、D两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流IG=0，检流计指针指零，这时我们称电桥处于平衡状态。 当电桥平衡时，， 两式相除可得到Rx的测量公式 (5-1) 电阻R1R2为电桥的比率臂，R0为比较臂，Rx为待测臂。 只要检流计足够灵敏，等式(1)就能相当好地成立，被测电阻值Rx可以仅从三个已知电阻的值来求得，而与电源电压无关。由于R1、R2和R0可以使用标准电阻，而标准电阻可以制作得十分精密，这一过程相当于把Rx和标准电阻相比较，因而测量的准确度可以达到很高。 2．电桥的灵敏度 电桥平衡后，将R0改变△R0，检流计指针偏转△n格。如果一个很小的△R0能引起较大的△n偏转，电桥的灵敏度就高，电桥的平衡就能够判断得更精细。
直流电桥法测电阻(单电阻)实验报告
一实验预习（20分） 学生进入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括：①实验目的，②实验原理，③实验仪器，④实验步骤⑤实验数据记录表等五部分。以各项表述是否清楚、完整，版面 验前还应预习实验）。 二实验操作过程（20分） 学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步，第一步实验准备，包括①连接线路；②检流计调零；③预置C、R三部分；第二步测量并记录数据，要注意操作的规范性；第三步实验仪器整理，并填写相关登记表格。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成，数据记录是否准确、正确分三档给分。 三实验纪律（ 学生进入实验室，按照学生是否按规定进入实验室，是否按照操作要求使用仪器，是否在实验结 以上三项成绩不足30分者，表示实验过程没有完成，应重新预约该实验。实验完成后，学生课后完成一份完整的实验报告。 四、数据记录及处理（35分） 1 2数据记录及处理 学生在数据处理过程中，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有 二、思考题（10 学生在实验结束后，根据指导教师的布置完成思考题，抄写题目并回答。按照问题回答是否准 三、格式及版面整洁（5分）
学生进入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟之后将书收起来，开始进行实验测试。测试期间禁止看书。 测试内容：利用单电桥测量实验室提供的未知中值电阻阻值，并分析测量不确定度。 评分标准如下： 一实验操作部分（70分） 第一步：实验准备。 1．连接线路。正确连接电源、待测电阻。分四档给分。 2．检流计调零，并正确设置各个档位、开关。分四档给分。 第二步：实验测量和数据采集。 1．正确运用点触式按键。分四档给分。 2．合理利用万用表测出待测电阻大致阻值，并根据大致阻值合理设置C档位和电阻盘R值，保证R的千位档不为零。分四档给分。 3．确定C档位后，调整R，使检流计不偏转。分四档给分。 5．记录实验数据。要求数据清晰，单位明确、统一，有效位数保留合理。分四档给分。 6．实验结束后整理实验台。关闭所有电源，开关，并使仪器、设备还原。分四档给分。
用电桥测电阻
— 97 — 实验4-5 用电桥测电阻 测量电阻有多种方法，利用电桥测量电阻是常用的方法之一，它是在电桥平衡的条件下将标准电阻与待测电阻相比较以确定待测电阻的数值。用电桥测电阻具有测试灵敏、测量精确、使用方便等优点，它已广泛用于工程技术测量中。 电桥可分为直流电桥和交流电桥，物理实验中常使用直流电桥。直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥，单臂电桥又称惠斯登电桥，主要用于精确测量中值电阻(Ω610~10)；双臂电桥又称开尔文电桥，它只适用于测量Ω10以下的低值电阻。 【实验目的】 1．掌握惠斯登电桥测电阻的原理，了解开尔文电桥测电阻的原理； 2．学会用滑线式惠斯登电桥测中值电阻； 3．熟练掌握箱式单臂电桥测中值电阻和箱式双臂电桥测低值电阻的方法。 【实验原理】 1．单臂电桥 图4-5-1为电桥原理图。)(1x R R 、2R 、3R 、4R 联成一四边形abcd ，每条边称为电桥的一个桥臂，在四边形的对角a 和c 之间接有直流电源E ，称为电源对角线，在另一对角b 和d 之间接上检流计G 及其保护电阻G R ，称为测量对角线。电桥的“桥”就是指这条测量对角线，其作用就是将“桥”两端b 和d 的电位进行比较。 测量时，桥臂ab 通常接待测电阻 x R ，其余桥臂上都接可调节的标准电阻，调节2R 、3R 和4R 使检流计中没有电流通过，即“桥”的两端b 和d 两点电位相等，此时称之为电桥平衡。电桥平衡时，其桥臂上各电阻必定满足 4231R R R R = 即 2341)(R R R R R x = 或 43 2R R R R x = (4-5-1 ) 图4-5-1 单臂电桥原理图
用单臂电桥测电阻带实验数据处理
本科实验报告 实验名称: 用单臂电桥测电阻 实验13 用单臂电桥测电阻（略写）【实验目的】 （1）掌握用单臂电桥测量电阻的原理和方法。 （2）学习用交换法减小和消除系统误差。 （3）初步研究电桥的灵敏度。 【实验原理】 单臂电桥，也叫惠斯登电桥，适用于精确测量中值电阻（10~的测量装置。 电桥法测电阻，其实质是把被测电阻与标准电阻相比较，已确定其值。由于电阻的制造可以达到很高的精度，所以用电桥法测电阻也可以达到很高的精度。 电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥。惠斯登电桥是直流电桥中的单臂电桥；双臂电桥又称为开尔文电桥，适用于测量低电阻（~10Ω）。 单臂电桥的线路原理 单臂电桥的基本线路如图所示。它是由四个电阻R1,R2,Rs,Rx连成一个四边形ACBD，在对角线AB上接上电源E，在对角线CD上接上检流计P组成。接入检流计（平衡指示）的
对角线称为“桥”，四个电阻称为“桥臂”。在一般情况下，桥路上检流计中有电流通过，因而检流计的指针偏转。若适当调节某一电阻值，例如改变Rs的大小可使C,D两点的电位相等，此时流过检流计P的电流Ip=0，称为电桥平衡。则有 （1） （2） （3） 由欧姆定律知 = 2 （4） =s （5） 由以上两式可得 （6） 此式即为电桥的平衡条件。若R1,R2,Rs已知，Rx即可由上式求出。通常取R1，R2为标准电阻，称为比率臂，将称为桥臂比；Rs为可调电阻，成为比较臂。改变Rs使电桥达到平衡，即检流计P中无电流流过，便可测出被测电阻Rx的值。 用交换法减小和消除系统误差 分析电桥线路和测量公式可知，用单臂电桥测量Rx的误差，除其他因素外，还与标准电阻R1,R2的误差有关。可以用交换法来消除这一系统误差，方法是：先连接好电桥线路，调节Rs使P中无电流，可求出Rs，然后将R1与R2交换位置，再调节Rs使P中无电流， 记下此时的Rs＇，可得，相乘可得Rx=， 这样就消除了由R1,R2本身的误差引起的对Rx引入的测量误差。Rx的测量误差只与电阻箱Rs的仪器误差有关，而Rs可选用高精度的标准电阻箱，这样系统误差就可减小。 电桥的灵敏度 检流计的灵敏度总是有限的，如实验中所用的检流计，指针偏转一格所对应的电流大约为A。当通过它的电流比A还要小时，指针偏转小于0.1格，就很难察觉出来。假设电桥在R1/R2=1时调到了平衡，则有Rx=Rs。这时，若把Rs改变ΔRs，电桥就失去了平衡，检流计中有电流Ip流过。但是如果Ip小到使检流计觉察不出来，还会认为电桥还是平衡的，因而得出Rx=Rs+ΔRs。这样就会因为检流计的反应不够灵敏而带来一个测量误差ΔRx=ΔRs。为表示此误差对测量结果影响的严重程度，引入电桥灵敏度的概念，定义为 S=（7） 之中，是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上是改变Rs，可以证明，改变任意臂所得出的电桥灵敏度是一样的）是由于电桥偏离平衡而引起的检流计的偏转格数。S越大，说明电桥越灵敏，带来的误差也越小，举例来说，检流计有五分之一格的偏转时既可以觉察
用惠斯通电桥测电阻
实验六 用惠斯通电桥测电阻 一、目的要求: 1．掌握惠斯通电桥测电电阻的原理; 2．学会正确使用箱式电桥测电阻的方法; 3．了解提高电桥灵敏度的几种途径。 二、实验仪器和用具 万用电表、滑线变阻器、电阻箱(3个)、检流计、直流毫伏表、直流电源、待测电阻(阻值差异较大的3个)、箱式电桥、导线等。 图6.1 仪器与用具总图 图6.2 ZX38A/11型电阻箱的名牌与面板图
图6.3 TH2330 型直流毫伏表与数字万用表 三、实验原理 惠斯通电桥的原理如图 3.4所示，当电桥平衡 时，有 x R R R R R ==43 21 （3.1） R 2、R 3与R 4采用可变的标准电阻，调节R 2、 R 3、R 4，使电桥平衡，即U b = U d （I g = 0）,可求出 R x 的大小。 四、实验方案的设计 1．参照图3.4用三个电阻箱和检流计（或直 流毫伏表）组成一电桥； 2. 先用万用表粗测R X 阻值； 3. R E 取最大值，R 2 = R 3 = 500Ω。R 4 = R X ；按 下电键K E 和K G ,观察检流计指针偏转方向和大小, 改变R 4再观察,根据观察的情况正确调整R 4。 直至检流计指针无偏转。逐渐减小R G 及R E 值再调R 4。 其次,将R 2和R 3交换后再测(换臂测量)。 图6.4惠斯通电桥原理图 当R X 大于R 4的最大值时,则取R 2/R 3 = 10或100去测量,当测得的R 4的有效位数不足时,可以取R 2/R 3 = 0.1或0.01。 2．测量电桥的相对灵敏度 3．（选作）参照下列要求进行探索并记录结果: (1) R G 和R E 取最小和最大时的差别。 (2) R 2、R 3取5000Ω或50Ω时的情况。 (3) 对调检流计和电源的位置时的情况。 4．使用箱式电桥测电阻
九年级物理第十七章第三节《电阻的测量》随堂练习新人教版 (551)
人教版初中物理 九年级物理第十七章《电阻的测量》练习题 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 评卷人 得分 一、选择题 1．利用如图所示的电路，测量R x 的阻值．电源电压保持不变， S 是单刀双掷开关、R ＇是电阻箱、R 0是已知阻值的电阻、Rx 是待测电阻．将开关S 拨到a ，电流表的示数为I 再将开关S 拨到b ，调节电阻箱R ＇的阻值，当电流表的示数为I 2时，读出电阻箱的阻值为 R ，则被测电阻Rx 的阻值为 ............................................................................................ （ ） A ．R ＋3R 02 B ．R C ．R －R 02 D ．RR 0R ＋R 0 2．某同学用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，通过调节滑动变阻器滑片的位置来改变小灯泡两端的电压U （不损坏小灯泡），测得通过小灯泡的电流为I ，记录的数据如下表，则I 与U 的关系图像正确的是 ......................................................................................... （ ） 实验次数 物理量 1 2 3 4 电压U /V 2.5 2.0 1.5 1.0 电流I /A 0.30 0.26 0.22 0.20
3．为了使一只电阻为10Ω、额定电压为6V 的电铃接在18V 的电源上能正常工作，那么电路中必须............................................................................................................................. （ ） A ．串联一只30Ω的电阻 B ．串联一只20Ω的电阻 C ．并联一只30Ω的电阻 D ．并联一只10Ω的电阻 4．如图，下列四个等式中，符合并联电路特点的是 .......................................................... ( ） A ．I ＝I 1＋I 2 B ．U ＝U 1＋U 2 C ．R ＝R 1·R 2 D ．I 1I 2＝R 1 R 2 5．如右图所示电路中，电源电压恒定不变，电路工作正常，一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则 ...........................................................................................（ ） A ．灯L 可能变亮 B ．灯L 亮度可能不变 C ．电阻R 可能断路 D ．电阻R 可能短路 6．如下图所示，电源电压为6V ，开关S 闭合后，电灯L 1、L 2均不发光。用电压表逐段测量，结果U ab ＝0，U ad ＝6V ，U bc ＝0，U cd =6V 。则发生断路的部分是 .....（ ） A ．电路的a L 1b 部分 B ．电路的b L 2c 部分 C ．电路的a E d 部分 D ．电路的cR S d 部分
箱式直流电桥测量电阻实验报告(带数据)
曲阜师范大学实验报告 实验日期：2020.5.17 实验时间：14：30-18：00姓名：方小柒学号：********** 实验题目：箱式直流电桥测量电阻 一、实验目的： 本实验的目的是通过用惠斯通电桥测量电阻，掌握调节电桥平衡的方法，并要求了解电桥灵敏度与元件参数之间的关系，从而正确选择这些元件，以达到所要求的测量精度。 二、实验内容： 1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。 2、线路连接好以后，检流计调零。 3、调节直流电桥平衡。 4、测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/ Rx)或S=△n/(△R0/ R0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。 5、记录数据，并计算出待测电阻值。 三、实验仪器： 待测电阻、电桥箱 四、实验原理： 电阻按其阻值可分为高、中、低三大类，R≤1Ω的电阻为低值电阻，R>1M Ω的称高值电阻，介于两者之间的电阻是中值电阻，通常用惠斯通电桥测中值电阻。 1、惠斯通电桥的工作原理 惠斯通电桥原理，如图6.1.2-1所示。 图6.1.2-1
2、电桥的灵敏度 电桥是否平衡，是由检流计有无偏转来判断的，而检流计的灵敏度总是有限的，假设电桥在R1/R2=1时调到平衡，则有Rx=R0，这时若把R0改变一个微小量△R0,则电桥失去平衡，从而有电流IG流过检流计。如果IG小到检流计觉察不出来，那么人们会认为电桥是平衡的，因而得到Rx=R0+△R0，△R0就是由于检流计灵敏度不够高而带来的测量误差△Rx。引入电桥的灵敏度，定义为 S=△n/(△Rx/Rx) 式中的△Rx是在电桥平衡后Rx的微小改变量（实际上若是待测电阻Rx不能改变时，可通过改变标准电阻R0的微小变化△R0来测电桥灵敏度），△n是由于△Rx引起电桥偏离平衡时检流计的偏转格数，△n越大，说明电桥灵敏度越高，带来的测量误差就越小。S的表达式可变换为 S=△n/(△R0/ R0)= △n/△IG（△IG/(△R0/ R0)）=S1S2其中S1是检流计自身的灵敏度，S2=△IG/(△R0/ R0)由线路结构决定，故称电桥线路灵敏度，理论上可以证明S2与电源电压、检流计的内阻及桥臂电阻等有关。 3、交换法（互易法）减小和修正自搭电桥的系统误差 自搭一个电桥，不考虑灵敏度，则R1、R2、R0引起的误差为△Rx/ Rx=△R1/ R1+△R2/ R2+△R0/ R0为减小误差，把图6.1.2-1电桥平衡中的R1、R2互换，调节R0使IG=0，此时的R0记为R0’,则有 Rx=(R2/ R1)*R0’ 这样就消除了R1、R2造成的误差。这种方法称为交换法，由此方法测量Rx 的误差为 △Rx/ Rx=1/2(△R0/ R0+△R0’/ R0’) 即仅与电阻箱R0的仪器误差有关。若R0选用具有一定精度的标准电阻箱，则系统误差可以大大减小。 五、实验步骤： Ⅰ、流程简述 1、按直流电桥实验的实验电路图，正确连线。 2、线路连接好以后，检流计调零。 3、调节直流电桥平衡。 4、测量并计算出待测电阻值Rx，微调电路中的电阻箱，测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/ Rx)或S=△n/(△R0/ R0)计算出直流电桥的电桥灵敏度。 5、记录数据，并计算出待测电阻值。 Ⅱ、线上操作 1、主窗口介绍 成功进入实验场景窗体，实验场景的主窗体如下图组所示
电桥测电阻实验报告
实验目的 1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法，理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义； 2、掌握开尔文电桥测量电阻的原理及操作方法； 3、熟悉综合性电桥仪的使用方法及电桥比率和比率电阻的选择原则。 实验原理 电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差。在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1～106Ω)。 惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R 0、R 1、R 2和待测电阻R X 连成四边形，每一条边称为电桥的一个臂。在对角A 和C 之间接电源E ，在对角B 和D 之间接检流计G 。因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关K E 和K G 接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了 沟通ABC 和ADC 两条支路的作用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适当调节R 0、R 1和R 2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流I G = 0，这时，B 、D 两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状。 图6-l 惠斯通电桥原理图 态。这时A 、B 之间的电 势差等于A 、D 之间的电势差，B 、C 之间的电势差等于D 、C 之间的电势差。设ABC 支路和ADC 支路中的电流分别为I 1和I 2，由欧姆定律得 I 1 R X = I 2 R 1 I 1 R 0 = I 2 R 2 两式相除，得 102 X R R R R = (1) (1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得 1 02 X R R R R = (2) 即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。通常将R 1 / R 2称为比率臂，将R 0称为比较臂。 2.双电桥测低电阻的原理 图1
3 用电桥测量电阻
29 实验三 直流电桥与电阻测量 电阻的阻值范围一般很大，可以分为三大类型进行测量．惠斯登电桥法（Wheatstone Bridge Method ）是测量中值电阻（10 ～ 106 Ω）的常用方法之一．它通过在平衡条件下，将待测电阻与标准电阻进行比较以确定其数值．电桥法具有测试灵敏、精确和使用方便等特点，已被广泛地应用于电工技术和非电量电测法中． 对于低值电阻（10 Ω以下），不能应用通常的惠斯登电桥测量，其主要矛盾是在接触处存在接触电阻（大小在10-2 Ω的数量级）．当待测电阻值在10-1Ω甚至10-1 Ω以下时，显然接触电阻和引线电阻将使测量完全失去其正确性．因此，对于低值电阻，须采用可消除接触电阻和引线电阻的测量方法——四端法（Four Probe Method ）进行测量（也可采用开尔文电桥法进行测量）．四端法是国际上通用的测量低值电阻的标准方法之一．它是通过测量待测电阻两端电压和流经的电流来确定其数值的．四端法具有直接，且克服触点电阻和引线电阻等特点，适用于各类电阻的测量，尤其是低值电阻的测量． 而对于高值电阻（＞107 Ω）的测量，一般可用兆欧表和数字万用表． 【实验目的】 1．掌握惠斯登电桥测量电阻的原理和方法； 2．掌握四端法测量电阻的原理和方法． 【实验原理】 1．惠斯登电桥的工作原理 惠斯登电桥的原理如图1所示，它是由电阻R 1、R 2、R 和待测电阻R 以及用导线连成的封闭四边形ABCDA 组成，在对角线AC 两端接电源，在对角线BD 两端接电压表V ．接入电压表的对角线称为“桥”，4个电阻R 1、R 2、R 和R x 就称为“桥臂”．在一般情况下，电压表上有电压显示．若适当调节R 1、R 2和R 阻值，能使电压表的显示电压V 恰好为零，这时叫做“电桥平衡”． 电桥平衡时（V = 0），表明B 、D 两点的电势相等，由此得到 U AB = U AD ，U BC = U DC ， 亦即 I 1 R 1 = I 2 R 2，I x R x = I R R （1） 同时有 I 1 = I x ，I 2 = I R （2）
人教版九年级物理17.3电阻的测量同步练习 含答案
人教版九年级物理17.3电阻的测量同步练习 1.利用电压表与电流表测电阻的方法叫做“伏安法”，如图所示，“伏安法”测电阻R的电路图应该是（） A．B．C．D． 2.在用电流表、电压表测电阻的实验中，下列注意事项中错误的是（） A．连接电路之前，先闭合开关 B．连接电路时，可以先从电源的负极开始 C．在无法估计被测值大小时，电流表、电压表应选用较大的量程 D．能将电压表直接接在电源的两极上 3.如下图的四个电路中，R0为已知阻值的定值电阻，不可以测出未知电阻Rx的电路是（） 4. 如图所示,小红在做测定灯泡电阻的实验中,将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,电压表读数为零,移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,其原因可能是( ) A. 滑动变阻器接触不良 B. 开关接触不良 C. 小灯泡两端短路 D. 灯泡的钨丝断了 5. 有一只额定电压为2.5 V的小灯泡,某同学在1 V电压下测出它的电阻,接着又将该灯泡两端电压调到2.5 V测出其电阻,该同学发现后一次电阻比第一次大许多,这是因为( )
A. 实验方法不对 B. 实验误差 C. 导体的电阻跟温度有关 D. 实验错误 6.用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U，就可以利用______来计算出小灯泡的电阻。测量时，为了减小误差，需要测出_____电流和电压的数据。在电路中接入______就可以改变通过小灯泡的电流。 7.某同学在“测量小灯泡的电阻”时，测得小灯泡两端的电压为3 V，通过小灯泡的电流为0.3 A，则这个小灯泡的电阻是_____；当他调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压变为2.5 V时，通过小灯泡的电流为_____。 8.我们用伏安法测小灯泡的电阻，应知道： （1）它是用_________测出灯泡两端的电压，用_________测出通过灯泡的电流，然后再根据公式_________求出灯泡的电阻。为了使测出的电阻准确些，我们要采用_________的方法，因此实验中为了方便地改变灯泡两端的_________和通过它的_________，我们还需要_________。 （2）在实验过程中，连接电路时开关应_________，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于_________。 9.利用如图所示的电路测定未知电阻R x的阻值，电路中电源的电压未知，电压表的量程可根据需要任意选用，滑动变阻器的最大阻值已知，用R0表示。 将实验的主要步骤补充完整，并写出所需要测量的物理量： A．根据电路图按正确方法连接实物电路，检查无误后，闭合开关S； B．________________________________________________________； C．________________________________________________________； D．整理实验器材。 10.同学们在进行“测量小灯泡电阻的实验时”，实验室提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0～0.6A 和0～3A）两种、“50Ω 1A和10Ω 1.5A”两种规格的滑动变阻器、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为12Ω）、开关各一个，导线若干。 ①为了顺利完成实验，紫轩在实验中应选用规格为________ 的滑动变阻器，闭合开关前，滑片P 应放在________端； ②紫轩同学在做实验时，分别记下了多组对应的电压表和电流表示数，并绘制了U﹣﹣I图象如图乙
电桥法测电阻 (3)
实验名称 惠斯登电桥测电阻 （所属实验室：大学物理实验中心217分室） 一、实验基本介绍 电桥是一种比较式仪器，是很重要的电磁学基本测量仪器之一。电桥按其结构特点可分为交流电桥和直流电桥，也可分为单臂电桥和双臂电桥；按工作状态可分为平衡电桥和非平衡电桥。惠斯登电桥称为单臂电桥，是最常用的直流电桥，主要用于低电阻的测量。 二、实验仪器介绍 实验仪器：QJ23型直流电阻电桥，万用电表，电阻若干只。 图 1 QJ23型直流电阻电桥、指针万用表、待测电阻 【QJ23型箱式惠斯登电桥】 如图1所示。箱式直流电桥具有便于携带、准确度高和使用方便等特点。其电路原理图如图2所示。R 1、R 2为比例臂，R s 为比较臂，改变b 点的位置就可以改变R 1/R 2（即比例系数 K ）的比值。例如将倍率开关 b 置于“102”时，便有 120.9998.90281.009409.09409.0981.009 1008.9020.999 R R +++++==+ 实验中R x 的误差主要取决于R s ，而不是R 1/R 2的比值。从图2可知，比较臂R s 由四只可变的标准电阻相互串联，其总阻值可达9999Ω。所以该电桥可测量1~9999000Ω范围内的电阻，基本量程为100~99990Ω。 调零旋钮 倍率选择 灵敏度旋钮
图3为QJ23型箱式电桥面板示意图。面板中下部有四个标有“1000 ?”、“100 ?”、“10 ?”和“1 ?”的旋钮，是用来调节比较臂R s的，调节范围为0~9999Ω。使用与读取方法同电阻箱。 面板右下角的“R x”接线柱是用来联接被测电阻 的；左侧上方的“+E-”用于联接外部电源；“内、G、 外”为检流计选择端钮，当“G”和“内”用短路片联 接时，则在“G”和“外”之间需外接检流计；在“G” 和“外”短路时，则箱式电桥内附的检流计接入了电路。 面板右上角为倍率“K”选择开关。 面板左下角的“B”“G”按钮，从图2可以看出， 前者用于接通电源，后者用于接通检流计支路。在使用 时，“B”、“G”两个电健要同时使用，但需先按下“B”， 再按下“G”；断开时则先松开“G”，再松开“B”， 以保护检流计。 所以使用箱式电桥时，先将倍率K（R1/R2）确定， 然后调节R S使电桥平衡，由公式（3）便可计算出测 量结果。 三、实验内容预习 3.1 实验目的 1. 理解直流电桥的构成和工作原理； 2. 掌握万用电表的使用和电桥的调节方法； 3. 用直流电桥测定电阻的阻值。 3.2 实验原理 3.2.1 惠斯登电桥测量电阻的原理 惠斯登电桥的原理如图4所示。图中R1、R2、R s是已知其阻值的标准电阻，它们与待测电阻R x构成一个四边形，每一边都称为电桥的臂。R1、R2称为比例臂，R s称为比较臂，R x称为待测臂。在A、B两端接直流电源E；在C、D 两点间接检流计G，结构像桥一样，故称为电桥。当C、D 图3 图2