物理实验研究性报告

1、双电桥测低电阻研究性实验报告【关于电阻】在物理学屮，用电阻（resistance）來表示导体对电流阻碍作用的人小。导体的电阻越 大，表示导体对电流的阻碍作用越人。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种 特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度 影响人小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1 °c时电阻值发生变化的百分数。电阻是所有电子电路小使用最多的元件。【开尔文双电桥测低电阻】单电桥桥臂上的导线电阻和接点处的接触电阻约为10a）量级。由于这些附加电阻与桥 臂电阻相比小得多，故可忽略其影响。但

2、若用它测1q以下的电阻时，这些附加电阻对测量 结果的影响就突出了。开尔文双电桥可用于测量10-6。1 0q的电阻，有效地消减了附加 电阻的影响。【仪器】指针式检流计、直流稳压电源、滑线变阻器、待测电阻、开关、导线、电流表、qj19 型单双电桥【原理】1 ）双电桥线路结构及消减附加电阻影响的原理（a ）、（ b ）为双电桥线路结构及其等效电路。双电桥在线路结构上与单电桥冇两 点显苦不同：待测电阻氐和桥臂电阻rn （标准电阻）均为四端接法；增加两个高阻值 电阻出、r”，构成双电桥的“内臂雹双电桥及具等效电路四端电阻外侧的两个接点称为电流端，通常接电源回路，从而将电流端的附加电阻折合到电源回路的电阻

3、中。图中，a,. 6两接点的附加电阻折入了电源内阻。b. b,两接 点用短粗导线相连，设3、bj可附加电阻为后面将证明，若出、出、出、匕及心 满足一定条件，即可消减对测量结果的影响。四端电阻内侧的两个接点称为电压端，通常接高电阻回路或电流为零的补偿回路。 图17 1中，a?、c2端接触电阻分别并入ri、r2； b2. b“端接触电阻分别并入rj、r 40由于匕、r2、出、出本身电阻很高，所以这些附加电阻对它们的彫响甚微。此外，电 压端z间的部分即为低电阻本身，无另外的连接导线，故有效地消除了导线电阻的影响。2)双电桥的平衡条件调节平衡，就是调节电阻乩、r2、r)、出和rn,使b、d两处等电位，

4、检流计 电流i g= 0 0由图1 7 1 (b)中所示电流方向，考虑到r.» r), r2» r 2, r5» r 3> r4» r4,可列出方程联立求解得双电桥在结构上尽量做到使上式笫二项满足儿k ,故该式就是双电桥的平衡条件。只要待测低电阻按四端接法接入测屋，就可像单电桥那样 用来计算rxto【实验要求】(a )按图接线。经检查后接通电。电源要按恒流源使用，电流调节为1 .0 a。(b )根据实验室提供的粗估值选定r严r尸100q值。(c )依次正反两次测量铜棒长为40cm、35cm、30cm 25cm 20cm> 15cm> 1

5、0cm 5cm时的电阻。(d)多次测量铜棒的直径來计算横截面积实验原始数据记录电压 15v电流 1ar,= r2=100q铜棒直径：(1)4.01 mm； (2)4.02mm； (3)3.98mm； (4)4.01mm； (5)4.02mm； (6)4.00mm； (7)4.00mm；(8)4.00mm铜棒不同长度值对应的r訓出的值:铜 棒长度(cm)510152025303540电 阻值 (正 测)(q)31.5061.5492.15120.61150.19181.06211.21239.77电 阻值 (正 测)(q)30.0061.1091.66119.91148.68180.36209.

6、91238.77实验数据处理铜棒平均肓径d=4.005mm横截面积y = -*j2 =1.260* 1 o'5 m24按一元线性回归法处理数据：令x=l、尸r,并设一元线性回归方程y=ax+b,其中b = 无=h(m)x = r,(g)z2无* x10.0530.750.0025945.56251.537520.1061.320.01003760.14246.13230.1591.900.02258445.6113.78540.20120.260.040014462.467624.05250.25149.440.062522332.313637.3660.30180.710.09003

7、2656.104154.21370.35210.560.122544335.513673.69680/40239.27060057250.132995.708平均0.225135.526250.06375.4808438.31由一元线性冋归法的计算公式：bx* y-xya = y-bx求得 b= 595.55p =0.0075 /mf ?7 = 0.999极接近于1,说明r与1高度线性和关。v（?-x2）（7-7）u(b) = bt/(p) = 0.00013 /mq =(0.0075 ± 0.0001)。/m实验总结在本次实验中，从操作上來说，我学会了使用qj19型单双电桥、检流计等以前没用过 的电学实验仪器，熟练了电学实验的基本步骤、基本操作，比如电路的连接、电路故障的解 决、电路的设计等等。从实验操作上来说收获很人，实