惠斯通电桥测中值电阻实验报告.docx

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1、班级：38072112姓名：张睿（38072112）实验日期：2009年11月6日实验老师：基础物理实验报告（预习报告）一、实验名称：惠斯通电桥测中值电阻二、实验目的：1、掌握平衡电桥的原理——零示法与电压比较法2、学习用交换测量法消除系统误差3、学习灵敏度的概念，了解影响电桥灵敏度的因素4、掌握电学实验操作规程，严格规范操作5、学习测量电阻常用电学仪器仪表的正确使用（如惠斯通电桥、双臂电桥、电压表、电流表、检流计、滑线变阻器、电阻箱等）和箱式电桥仪器误差公式。6、掌握测量电阻的基本方法，了解不同测量方法各自的适用条件并学习自己设计实验电路；测定高、中、低阻的阻值及线性、非线

2、性电阻的伏安特性曲线。三、实验仪器检流计、滑线变阻器、箱式电桥、电阻箱、直流稳压电源、待测电阻、导线、电键四、实验原理惠斯通电桥GRNRxR2R1ABCDK2K1如图所示，惠斯通电桥由四个电阻和检流计组成，RN为精密电阻，Rx为待测电阻。接通电路后，调节R1、R2和RN，使检流计中电流为零，电桥达到平衡。易推得电桥平衡条件：Rx=R1R2RN通常称四个电阻为电桥的“臂”，接有检流计的对角线成为“桥”：R1R2称为比率或比率臂；RN为标准电阻，称为比较臂；待测电阻Rx称为测量臂。由于电桥平衡须由检流计示零表示，故电桥测量方法为零示法，此方法精度较高。又由于电桥测电阻的过程是D点

3、电位与C点电位进行比较（由示零器显示比较结果），经过调节RN直到两点电压为零——电桥达到平衡的过程，电桥一旦达到平衡便可由三个已知电阻定出一个未知电阻。测量过程即电压比较过程，故电桥测量又是电压比较测量。主要优点：i平衡电桥采用了零示法——根据示零器的“零”或“非零”的指标即可判断电桥是否平衡而不涉及数值的大小。因此，只须示零器足够灵敏就可以使电桥达到很高的灵敏度，从而为提高测量精度提供了条件。ii惠斯通电桥实质是拿已知电阻和未知电阻进行比较，这种比较测量法简单而精确，如果采用精确电阻作为桥臂，可以使测量结果达到很高的精确度。iii由于平衡条件与电源电压无关，故可避免电压不稳

4、造成的误差。交换测量法消除误差：在实验中，R1和R2不容易测准，导致测量结果出现系统误差，我们通过交换测量法消除误差。交换RN和Rx不改变R1和R2再次调节电桥平衡，记下此时电阻箱的值，设为R’N则Rx=R1R2RN推导出Rx=RNR'N上式表明只要有一个标准电阻和两个数值稳定但不一定准确的电阻，即可得出Rx的准确值。灵敏度的计算在电桥平衡后，将Rx稍微改变ΔRx，电桥将失衡，检流计会有Δn的偏转，称S=∆n∆Rx为电桥（绝对）灵敏度。电桥灵敏度的大小是与工作电压有关的实验中，为使电桥灵敏度足够，电源电压不能过低，当然也不能过高，否则可能损坏电桥。显然若Rx改变很大范围尚不足

5、以引起检流计指针的反应，则此电桥系统的灵敏度很低，它将对测量的精确度产生很大影响。电桥灵敏度与检流计的灵敏度、电源电压及桥臂电阻配置有关，选用较高灵敏度的检流计适当提高电源电压都可提高电桥灵敏度。如果电阻Rx不可改变，可使标准电阻（电阻箱）改变ΔRN，其效果相当于Rx改变ΔRx∆Rx=R1R2∆RNS=∆n∆RxS=R2∆nR1∆RN当R1=R2时S=∆n∆RN⑨考虑到导线和其他附加电阻，如果测量小电阻则近似相当于将电路短路，无法准确测出阻值。五、预习思考题①平衡电桥采用了零示法——根据示零器的“零”或“非零”的指标即可判断电桥是否平衡而不涉及数值的大小。又由于电桥测电阻的过

6、程是D点电位与C点电位进行比较。经过调解直到两点电压为零，此过程为电压比较过程。在实验中，R1和R2不容易测准，导致测量结果出现系统误差，我们通过交换测量法消除误差。②布置好仪器后经线路图分解为若干回路，这样一个回路一个回路地接线称作回路接线法。安全位置即指：电键处于开位，滑线变阻器滑动端处于使电路中电流最小或电压最低位置电阻值处于预估位置，电表量程合适等。瞬态试验是指在相信接线无误后，先跃接电源开关并密切关注线路情况。若有异常立即断电。“宏观”粗测是指电路接通后，粗调控制电路宏观全面地观测测量仪器的变化。待心中有数后再仔细调节至实验的最佳状态进行数据测量。③i在电桥平衡后将

7、稍改变，电桥将失衡，检流计指针将有n格的偏转，称S=为电桥绝对灵敏度，实验中取n=5格，再记录去求得。ii实验中使标准电阻（电阻箱）改变ΔRN，其效果相当于Rx改变ΔRx∆Rx=R1R2∆RNS=∆n∆RxS=R2∆nR1∆RN当R1=R2时S=∆n∆RNiii电桥灵敏度与检流计的灵敏度、电源电压及桥臂电阻配置有关，选用较高灵敏度的检流计适当提高电源电压都可提高电桥灵敏度。④“短路”按钮使检流计内阻短路，指针回零。“电计”按钮将检流计与电路联通，开始测量。⑤测量结果以“1”为准，C1≤=0.15则C2≤