南师附中物理竞赛讲义-12.5惠斯通电桥和补偿电路.doc

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1、12.5惠斯通电桥和补偿电路一、测量电阻的方法：1、欧姆表直接测量缺点：精度不高2、伏安法测出电流电压进而算出电阻缺点：真实电表的内阻会引起系统误差（内接法、外接法）二、惠斯通电桥1、惠斯通电桥电路图：其中R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，Rx为待测电阻，G为灵敏电流计。2、测量方法：(1)调节可变电阻R3，使得电桥上的灵敏电流计示数为0(2)由电桥平衡可得：3、惠斯通电桥测电阻的优点：(1)精度高。精度主要取决于电阻阻值的精度和灵敏电流计的精度。(2)灵敏电流计所在的电桥上没有电流，因此避免了电表内阻的影响。(3)电源电动势和内阻对测量也没有影响。例1、如图所示的电桥电路中，电

2、池组电动势ε1=20V，R1=240Ω，R2=20Ω，R4=20Ω，电池ε2=2V，问可变电阻R3应调到多大时电流表中电流为0？例2、将200个电阻连成如图所示的电路，图中各P点是各支路中连接两个电阻的导线上的点．所有导线的电阻都可忽略．现将一个电动势为E、内阻为r0的电源接到任意两个P点处．然后将一个没接电源的P点处切断，发现流过电源的电流与没切断前一样，则这200个电阻R1、R2…R100，r1、r2…r100应有怎样的关系?此时AB和CD导线之间的电压为多少?例3、4/4有七个外形完全一样的电阻，已知其中六个的阻值相同，另一个的阻值不同。请按照下面提供的器材和操作限制，将那个阻

3、值不同的电阻找出，并指出它的阻值是偏大还是偏小，同时要求画出所用电路图，并对每步判断的根据予以论证。提供的器材有：①电池。②一个仅能用来判断电流方向的电流表（量程足够），它的零刻度在刻度盘的中央，而且已知当指针向右偏时电流是由哪个接线柱流入电流表的。③导线若干。操作限制：全部过程中电流表的使用不得超过三次。二、补偿电路4/4利用补偿电路可以测量电压、电流、电阻等物理量。补偿电路法测电动势：1、将已知电动势的标准电源εs接入电路，调节B至Bs，使得灵敏电流计读数为0。2、将待测电源εx接入电路，调节B至Bx，使得灵敏电流计读数为0。3、待测电动势为：优点：不影响原电路的工作例4、如图，

4、xy为一均匀电阻丝，全长155cm。当电键S1、S2都闭合时，将滑动接触点接在xy线上的p处，xp=135cm，检流计G的指针恰好没有偏转。如果将电键S2打开，而S1仍闭合，则需将滑动触点移至y处，检流计才可不发生偏转。已知R1=8.00Ω，试求电源ε1的内阻r。例5、右图是一个用补偿电路测定未知电阻Rx的电路。已知εs=2.0366V，Rs=20.00Ω。当S拨至1，ec间的电阻线长度L1=38.25cm时；当S拨至2，L2=25.38cm时；当S拨至3，L3=87.47cm时，G表示数均为0,。试求Rx的值。例6、图示为电位差计测电池内阻的电路图。实际的电位差计在标准电阻RAB4

5、/4上直接刻度的不是阻值，也不是长度，而是各长度所对应的电位差值，RM为被测电池的负载电阻，其值为100Ω。实验开始时，K2打开，K1拨在1处，调节RN使流过RAB的电流准确地达到某标定值，然后将K1拨至2处，滑动C，当检流计指针指零时，读得UAC=1.5025V；再闭合K2，滑动C，检流计指针再指零时读得UAC′=1.4455V，试据以上数据计算电池内阻r。4/4