高中物理奥林匹克竞赛实验考核-惠斯通电桥测量电阻课件.ppt

1、2022-11-19高中物理奥林匹克竞赛高中物理奥林匹克竞赛实验考核实验考核惠斯通电惠斯通电桥测量电阻桥测量电阻实验目的实验目的 1.了解惠斯通电桥的构造和测量原理；2.掌握用惠斯通电桥测电阻的方法；3.了解电桥灵敏度的概念及其对电桥测量准确度的影响。实验仪器实验仪器 v滑线式电桥板滑线式电桥板电阻箱电阻箱滑线变阻器滑线变阻器AC5/4AC5/4型直流指针式检流计型直流指针式检流计钾电池钾电池开关开关导线若干根导线若干根QJ23QJ23型直流电桥型直流电桥待测电阻待测电阻v 1、惠惠斯斯通通电电桥桥原原理理图图实验原理实验原理则则 UAC=UAD UCB=UDB 由欧姆定律得由欧姆定律得：检流

2、计中无电流流过，故检流计中无电流流过，故 整理得：整理得：或或 通常称通常称 为为比例臂比例臂，而，而 称为称为比较臂比较臂，所以，所以电桥由桥臂、检流计和电源三部分组成。电桥由桥臂、检流计和电源三部分组成。2、电桥平衡 I IG G=0=0 3、电桥的灵敏度 电桥灵敏度S的单位是“格”，S 越大，在R的基础上改变后引起的检流计偏转格数就越大，电桥越灵敏，测量误差就越小。如S=100格，表示当R改变1%时检流计有1格的偏转。实验内容 1、用滑线式电桥测量电阻 截面积和电阻率都均匀的电阻丝 电阻的测量所以 从上式可知，RX 与比例臂R1、R2（或L1、L2）无关，它仅决定于比较臂R0的准确度。可

3、以证明当 时，电桥的灵敏度最高，由于灵敏度限制而引起的误差最小。为此测量时可先将D点放在电阻丝的中点，改变R0的值，使电桥尽量接近平衡，然后微调D点的位置即可使电桥达到平衡。为了消除电阻丝不均匀带来的误差，可用交换R0与 Rx 的位置重新测量 的方法来解决。则有电桥灵敏度的测量电桥灵敏度的测量计算电桥的灵敏度S。数据记录数据记录不确定度计算检流计调零调零红：不使用红：不使用白：使用中白：使用中短路：快速停止短路：快速停止电计：开关电计：开关 电桥的特点 比较待测电阻与标准电阻达到测量电阻的目的的。由于制造高准确度的电阻并不困难，因此，用电桥测电阻时，只要检流计是足够灵敏，待测电阻则可达到标准电

4、阻所具有的准确度。电桥中检流计的作用只是判断电桥的“桥”间有无电流，并不需要提供读数，所以选用检流计只要求有很高的灵敏度，对其它技术指标并无苛求。电桥的灵敏度与下列因数有关。与检流计的灵敏度有关，与检流计的灵敏度成正比。与电源的电动势成正比，在保证不超过电阻额定电流的情况下，尽可能提高电源的电动势。与电源的内阻和串联的限流电阻有关。增加限流电阻可降低电桥的灵敏度，这对于快速寻找电桥平衡点是有好处的。随着电桥逐渐趋于平衡，限流电阻值应逐渐减小到最小值。n为尽快地调节电桥平衡，首先将 调到最大值以减小电桥的灵敏度。当电桥接近平衡时，再将 调到最小值，当 的阻值为零时，检流计的电流为零时，电桥达到平

5、衡。n取 =时，只需调节 ，根据粗测的待测电阻阻值来大体确定 的值，以便调节电桥平衡。调节技巧2、用箱式电桥测电阻1-待测电阻接线柱；2-检流计按钮开关G；3-电源按钮开关B；4-检流计；5-检流计调零旋钮；6-检流计接线柱(使用内附检流计时，将“外接”接线柱短路。从“外接”接线柱接入外接检流计时，将“内接”接线柱短路)；7-外接电源接线柱(使用内附电源时，该接线柱悬空)；8-比例臂；9-比较臂。QJ23型直流电桥v 根据待测电阻的估计值，确定倍率，使阻值与倍率的乘积接近的估计值。v 按下“B”、“G”按键，观察检流计指针偏转程度，并逐个调节比较臂的千、百、十、个位读数旋钮，直到检流计准确指零为止。v 记录（比较臂四个转盘电阻之和）与倍率的值，求出待测电阻值，并由表（1）给出测量不确定度。v 换另一个待测电阻，仿照上述步骤再次测量。表（1）不同倍率档的测量范围与相对不确定度范围（）倍率K 相对不确定度