基于“单臂电桥测电阻”的一个设计性实验——单臂电桥测检流计内阻.pdf

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1、物理与工程Vo1．19No．62009基于“单臂电桥测电阻"的一个设计性实验——单臂电桥测检流计内阻赵宗坤马华玲。(武汉工业学院工商学院基础课教学部，湖北武汉430065)(中国地质大学(武汉)数学与物理学院，湖北武汉430074)(收稿日期：200905—16；修回日期：2009—09—14)摘要结合“单臂电桥测电阻”这个实验的特点提出了一个设计性实验，并给出了解决方案．在指导学生做该实验时，要求学生来完成这个设计，可以帮助学生理解单臂电桥测量电阻的原理．关键词单臂电桥；检流计内阻；设计性实验DESIGNINGEXPERIMENTBASEDoNTHERESISTANC

2、EMENSURATIONWITHWHEATSToNEBRIDGE—THERESISTANCEMENSURATIONOFGALVANOMETERWITHWHEATSToNEBRIDGEZhaoZongkunMaHualing(DepartmentofBasicCourses，WuhanPolytechnicUniversityIndustrialandCommercialCollege，Wuhan，Hubei430065)(CollegeofMathematicsandPhysics，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan，Hubei4300

3、74)AbstractAdesigningexperimentandtherelativesolutionhavebeengivencombinedwiththecharacteristicsoftheresistancemeasurementexperimentwithWheatstonebridge．Accom—plishmentofthisdesigningexperimentcanhelpstudentsunderstandtheprincipleoftheresist—ancemeasurementwithWheatstonebridge．KeyWordsWh

4、eatstonebridge；resistanceofgalvanometer；designingexperiment电桥在实验原理的展示上具有比较直观的优点，1单臂电桥测电阻的原理容易被学生接受；第二种，板式单臂电桥，又称滑线式电桥，结构上比自搭的单臂电桥要稍微简单单臂电桥又称“惠斯通电桥”，是一种测量电一些，在展示实验原理方面也比较清楚；第三种是阻的精密仪器．使用单臂电桥测量中值电阻是大箱式电桥，顾名思义，就是把电源、电阻、检流计都学物理实验中比较重要的一个电学实验，与中学整合到一个箱子里，使用时，直接将待测电阻接在所学的“伏安法”测电阻相比，准确度更高．一般高仪器

5、的待测电阻端上即可，使用起来比较方便，也校物理实验室中使用的单臂电桥不外乎有三种：比较容易携带，但由于所有的线路都在箱子内部，一种是自搭的单臂电桥，需要用到的仪器比较多，在原理展示直观性方面比前两种就稍逊一筹了．如直流电源、滑动变阻器、电阻箱、检流计等，所由于这三种仪器各有优缺点，所以，一般都是将这以，这种仪器不便于携带，但是，这种白搭的单臂三种或其中两种结合起来给学生使用．作者简介赵宗坤(1982年出生)，男，山东宁津人，本科学历，武汉工业学院工商学院助教，主要从事物理教学工作物理与工程Vo1．19No．62009下面以自搭的单臂电桥为例，说明一下单臂“桥”两端的电位

6、是否相等，而现在，这个检流计成电桥测量电阻的原理．了待测电阻．所以，它必须出现在R的位置．检流单臂电桥的电路原理图如图1所示，四个电计成了R，那么用什么来判断“桥”两端的电位是阻R、R。、R和R连成四边形，每条边称为电桥否相等呢?其实，这个任务仍然可以让处在R位的一个臂．对角A和C上加电源E，对角线B和D置处的检流计来完成．之间连接检流计G，所谓“桥”就是指BD这条对具体的实验电路如图2所示．角线而言，它的作用是将“桥”的两个端点的电位直接进行比较，一般情况下，B、D两点的电位是不相等的，这时检流计中就有电流流过(即J。≠0)．C当我们调节R的大小使得B、D两点的电位相

7、等时，检流计中无电流通过(即J。一0)，这时称电桥达到了平衡u．D图2单臂电桥测量检流计电阻C实验时，将与电源直接相连的开关K闭合，连接B、D两点的开关先不闭合，此时，检流计指针一定是偏转了一定的角度，表明有一定的电流流过检流计．如果电桥此时未达到平衡，即“桥”两端的电位不相等，将开关K闭合，则会有一定的图1单臂电桥测量电阻的原理电流通过“桥”，这样势必会改变检流计中的电流当电桥平衡时，因J。一0，所以大小，也就是会观察到检流计的指针偏转的角度J1=J，，2一会发生变化．通过改变R的大小，使电桥达到平又因B、D两点的电位相等，根据欧姆定律