低值电阻的测量.docx

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1、南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验（下）_____________实验名称：低值电阻的测量_____________学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：__实验地点：基础实验大楼B613座位号：__实验时间：第5周星期三下午三点四十五分_______一、实验目的：1.掌握用双臂电桥测低值电阻的原理。2.学会用双臂电桥测低值电阻的方法。3.了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。二、实验仪器：四端电阻、待测电阻棒（铜、铝、铁）、直流电源、电流表、电压表、电阻箱等。三、实验原理：精确测定低值电阻的关键，在于消除接

2、线电阻和接触电阻的影响。伏安法测中等阻值的电阻是很容易的，但在测低电阻Rx时将遇到困难，其中r1、r2分别是连接安培表及变阻器用的两根导线与被测电阻两端接头处的接触电阻及导线本身的接线电阻，r3、r4是毫伏表和安培表、滑线变阻器接头处的接触电阻和接线电阻。通过安培表的电流在接头处分别为I1、I2两支，I11流经安培表和R间的接触电阻再流入R，I2流经安培表和毫伏表接头处的接触电阻再流入毫伏表，因此r1、r2应算作与R串联；r3、r4应算作与毫伏表串联。由于r1、r2的电阻与R具有相同的数量级，甚至有的比R大几个数量级，故毫伏表指示的电势差不

3、代表R两端的电势差。也就是说，如果利用毫伏表和安培表此时所指示的值来计算电阻的话，不会给出准确的结果。图5-1 伏安法测量低电阻的问题图5-2 四端法测量低电阻的原理图解决上述测量的困难，关键在于消除r1、r2的影响，图5-2的电路可以达到这个目的，它是将低阻R两侧的接点分为两个电流接点（cc）和两个电压节点（pp），这样电压表测量的是金属棒L的一段低电阻（其中不包括r2和r3）两端的电压。这样的四接点测量电路使低电阻测量成为可能。四、实验内容和步骤：测量金属棒不同长度L时的电阻，根据?=??/?计算出金属棒的电阻率。实验步骤如下：1.将直

4、流电源的输出电压调至5V，按照预习报告中的电路图连接好电路。2.固定C2位置，移动P2，记录P1P2间距L及对应的电压表读数UR（毫伏档），要求记录6组数据，求出不同长度L时的电阻R，求出电阻率?。3.更换待测金属棒，重复以上步骤。五、实验数据与处理：直径D=4mm，横截面积S=4πmm2，ρ=RSL铜/mm43036029022015080U/mV0.500.420.330.250.170.08I/A0.19680.19710.19700.19700.19700.1971R/10-3Ω2.54072.13091.67511.26900.8

5、6940.4059ρ/10-8Ω∙m7.42487.43827.25877.24877.22936.3756铁/mm43036029022015080U/mV1.130.940.750.560.380.19I/A0.19710.19720.19710.19710.19720.1971R/10-3Ω5.73314.76673.80522.84121.92700.9640ρ/10-8Ω∙m16.754616.639016.488716.228916.143415.1421铝/mm43036029022015080U/mV0.230.200.16

6、0.110.080.03I/A0.19730.19730.19730.19730.19720.1972R/10-3Ω1.16571.01370.81090.55750.40570.1521ρ/10-8Ω∙m3.40683.53843.51403.18463.39862.3896数据处理：对于铜棒：ρ=i6ρi≈7.160×10-8Ω∙mσρ=ρ-ρi2(n-1)≈3.96×10-9Ω∙mA类不确定度：ΔA=3.96×10-9Ω∙mB类不确定度：忽略不计电阻率的合成不确定度Uρ=ΔA2+ΔB2=3.96×10-9Ω∙m相对不确定度Urρ=Uρ

7、ρ×100%=3.96×10-97.16×10-8×100%≈5.53%测量结果：ρ=(7.160±0.396)×10-8Ω∙mUrρ=5.53%对于铁棒：ρ=i6ρi≈16.232×10-8Ω∙mσρ=ρ-ρi2(n-1)≈5.83×10-9Ω∙mA类不确定度：ΔA=5.83×10-9Ω∙mB类不确定度：忽略不计电阻率的合成不确定度Uρ=ΔA2+ΔB2=5.83×10-9Ω∙m相对不确定度Urρ=Uρρ×100%=5.83×10-916.232×10-8×100%≈3.59%测量结果：ρ=(16.232±0.583)×10-8Ω∙mUrρ

8、=3.59%对于铝棒：ρ=i6ρi≈3.239×10-8Ω∙mσρ=ρ-ρi2(n-1)≈4.34×10-9Ω∙mA类不确定度：ΔA=4.34×10-9Ω∙mB类不确定度：忽略不