大物实验报告.docx

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1、示范报告1实验名称电桥法测中、低值电阻一.目的和要求1.掌握用平衡电桥法测量电阻的原理和方法;2.学会自搭电桥，且用交换法测量电阻来减小和修正系统误差;3.学会使用QJ-23型惠斯登电桥测量中值电阻的方法;4.学会使用QJ-42型凯尔文双臂电桥测量低值电阻的方法;二.实验原理直流平衡电桥的基本电路如下图所示。图中RA,RB称为比率臂，Rs为可调的标准电阻，称为比较臂，Rx为待测电阻。在电路的对角线（称为桥路）接点BC之间接入直流检流计，作为平衡指示器，用以比较这两点的电位。调节Rs的大小，当检流计指零时，B，C两点电位

2、相等UAC=UAB；UCD=UBD，即IARA=IBRB；IXRX=ISRS。因为检流计中无电流，所以IA=IX，IB=IS，得到电桥平衡条件Rx=RARs。RB三.实验仪器直流电源，检流计，可变电阻箱，待测电阻，元器件插座板，QJ24a型惠斯登直流电桥，QJ42型凯尔文双臂电桥，四端接线箱，螺旋测微计四.实验方法1.按实验原理图接好电路；2.根据先粗调后细调的原则，用反向逐次逼近法调节，使电桥逐步趋向平衡。在调节过程中，先接上高值电阻Rm，防止过大电流损坏检流计。当电桥接近平衡时，合上KG以提高桥路的灵敏度，进一步细

3、调；3.用箱式惠斯登电桥测量电阻时，所选取的比例臂应使有效数字最多。1示范报告五.数据记录与分析1.交换法研究自搭电桥的系统误差RA/RB=100/100RB/RA=100/100RS仪ςRSR’S仪ςRS’(Ω)(Ω)(Ω)(Ω)RS(Ω)R’S(Ω)RX2294.7300.90.30.20.30.2RX31976.02015.02121D＝±(0.001R+0.002m)，其中R是电阻箱示值，m是所用转盘个数，RS仪SS+RS¢DRS仪s=RS×，R=，s=1RS¢s2+RSs2RR¢RS2RSRS¢3XSSRRR

4、S¢R¢XSS所以RX2=297.8±0.1W，RX3=1995.4±0.8W2.不同比例臂对测量结果的影响RA/RBRS(Ω)RX1(Ω)结论100/10051.051.0比例臂越小，有效数字位数越多，测量结100/1000500.650.06果越精确。100/100005125.651.2563.用箱式惠斯登电桥测量电阻RX比率CRS(Ω)RX(Ω)结果RX10.01509850.98比例臂C的选取应使有效数字位数最多，从而提高测量精度RX20.12990299.0RX31199019904.用开尔文电桥测量低值电

5、阻铜棒平均直径d＝3.975mm（多次测量取平均）（末读数－初读数）铜棒长度/mm240.00280.00320.00360.00400.00440.00电阻值/10-3Ω1.461.691.952.192.422.68电阻R=rL=4rL，由下图中的拟合直线得出斜率k=4r=0.00609，pd2Spd2pd2k3.142´0.00609´(3.975´10-3)2-8则电阻率r===7.56´10W×m442示范报告六.分析讨论题当惠斯登电桥平衡后，若互换电源与检流计位置，电桥是否仍保持平衡？试说明之。答：电桥仍保

6、持平衡。在互换电源与检流计位置前，电桥平衡条件为Rx=RARs，互RB换位置后的电桥线路如下。在新桥路内，若Ig=0，检流计无电流通过，A，D两点电位相等。则有UCA=UCD,UAB=UDB;IA=IB,Ix=Is，因而有IARA=IxRx;IBRB=IsRs的关系。这样RA/RB=Rx/Rs。即Rx=RARs就是互换位置前的平衡条件。所以电桥仍保持RB平衡。3示范报告2实验名称静电场测绘一.目的与要求1.学习用模拟法测绘静电场的分布。2.加强对电场强度和电势的概念。二.实验原理由于静电实验条件苛刻且不稳定，而稳恒电流

7、的电场和相应的静电场的空间是一致的，在一定的条件下，可以用稳恒电流的电场来模拟测绘静电场。静电场与稳恒电流场的对应关系为静电导体上的电荷±Q场稳恒电流场极间电流I电场强度E电场强度E介电常数e电导率s电位移D=eE电流密度J=sE无荷区òeE×dS=0无源区òsE×dS=0电势分布Ñ2U=0电势分布Ñ2U=0根据上表中的对应关系可知，要想在实验上用稳恒电流场来模拟静电场，需要满足下面三个条件：⑴电极系统与导体几何形状相同或相似。⑵导电质与电介质分布规律相同或相似。⑶电极的电导率远大于导电质的电导率，以保证电极表面为

8、等势面。以无限长同轴柱状导体间的电场为例，来讨论二者的等效性。设真空静电场中圆柱导体A的半径为a，电势为Ua；柱面导体B的内径为b，且B接地。导体单位长度带电±l（即线密度）。根据高斯定理，在导体A、B之间与中心轴距离为r的任意一点的电场大小为E=l(1)2pe0r电势为U==llnb（2）2pe0r导体A的电势可表示为U=lln