1、直流單臂電橋測電阻,劉 銘 河北工業(yè)大學(xué) 物理實驗中心,一、實驗?zāi)康?（1）掌握用直流單臂電橋測電阻的原理和方法； （2）掌握線路連接和排除故障的技能； （3）掌握調(diào)節(jié)電橋平衡的操作方法。,二、實驗儀器,滑線式電橋、箱式電橋， 電阻箱，滑線變阻器，待測電阻， 數(shù)字萬用表，直流穩(wěn)壓電源，開關(guān)。,三、實驗原理,電橋平衡時（Ig=0）：,k稱為比率臂倍率，R0稱為比較臂，Rx稱為測量臂。若R0的阻值和倍率k已知，即可由上式求出Rx 。,調(diào)節(jié)電橋平衡方法有兩種： （1）保持電阻R0不變，調(diào)節(jié)倍率k； （2）保持倍率k不變，調(diào)節(jié)電阻R0。 本實驗采用后一種方法，即保持倍率k不變。,電橋的靈敏度,電橋靈敏

2、度： 靈敏度的物理意義是電橋平衡后，改變待測電阻阻值大小引起 檢流計指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。 電橋相對靈敏度： 可以證明，電橋中倍率k=1為最佳實驗條件，此時靈敏度最高，相對不確定度最小。,四、實驗內(nèi)容與步驟,1、滑線式電橋測電阻 滑線式電橋是將直流單臂電橋的比率臂電阻R1和R2用一根均勻的電阻絲來代替。電阻絲上裝一個可以滑動的按鍵，按下它可將電阻絲分成l1和l2兩段，相當(dāng)于R1和R2，各段長度可以從旁邊的米尺讀出。根據(jù)均勻?qū)Ь€的電阻和長度成正比的關(guān)系，有 這就是滑線式電橋的平衡條件。,為了消除倍率的誤差對測量結(jié)果的影響，實驗中應(yīng)在保持l1/l2不變的條件下，交換R0和Rx再測一次。如電橋平衡時R0變

3、成R0，則， 交換前 交換后 上式為最后的測量結(jié)果。,實驗步驟： （1）按原理圖接好線路，用數(shù)字萬用表做檢流計（選直流電壓2V檔），接于A、B之間。 （2）把滑動按鍵置于電阻絲的中點，使倍率為1。 （3）檢查線路后接通電源。調(diào)節(jié)電橋平衡，方法是：使電阻箱各旋鈕都置于“零位”，然后從倍率最大的旋鈕開始測試，先旋至較大的阻值，依次減小阻值，直至AB間的電壓值出現(xiàn)最小值，這樣就找到了電阻的大約范圍。再細(xì)調(diào)，使AB間的電壓值為零，則待測電阻就等于R0的值。 （4）對換R0和Rx的位置（注：連接導(dǎo)線不對換），并保持滑動按鍵位置不動，重測一次，以消除電阻絲不均勻和導(dǎo)線電阻、接觸電阻等帶來的誤差。,2、箱式

4、電橋測電阻,箱式電橋的基本線路與滑線式電橋相同，面板上每個旋鈕的功能和使用方法: （1）待測電阻由面板右下角的接入端接入。 （2）旋鈕由四個盤共同構(gòu)成，分別代表個位，十位，百位，千位。 （3）倍率旋鈕用來調(diào)節(jié)比值，有七種選擇：0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000。測量時，要根據(jù)待測電阻的大小選擇合適的倍率，務(wù)必使電阻箱的四個旋鈕都用上，要使測量結(jié)果有四位有效數(shù)字，以便減小誤差。 （4）檢流計和檢流計機(jī)械調(diào)零。 （5）兩個按鍵開關(guān)，電源開關(guān)B，檢流計開關(guān)G。G用躍按法，以防損傷檢流計。,實驗步驟： （1）打開箱式電橋，檢流計調(diào)零，靈敏度置于最小。 （2）將待測電阻用短導(dǎo)線接于兩端。 （3）選取適當(dāng)倍率。 （4）按下電源開關(guān)B。調(diào)節(jié)電橋平衡，使R0的百位以下旋鈕置于零，然后用千位旋鈕找出檢流計指針向兩邊偏轉(zhuǎn)的區(qū)間。這就是待測電阻的阻值范圍。再細(xì)調(diào)R0使檢流計指針指零，記下R0和倍率。,五、實驗數(shù)據(jù)及處理,1、滑線式電橋測電阻,1,2,2、箱式電橋測電阻,3,4,六、思考題,直流單臂電橋的平衡條件是什么？ 為什么用電橋測電阻比用伏安法、歐姆表測電阻準(zhǔn)確？ 用惠斯通電