大学物理实验

1. 大学物理实验 讲义 深圳大学物理实验中心

2. 一、实验目的 1、掌握惠斯登电桥测量电阻的原理，掌握惠斯登电桥的使用方法，检测电桥灵敏度。 2、掌握惠斯登电桥测量电阻的原理，以及对电桥灵敏 度的检测 3、掌握非平衡电桥测量动态电阻的原理和实验思想。。

3. I1 I2 I1 I2 二、实验原理 平衡时:B、D两点等电位。桥路上无电流 1、惠斯登电桥的线路原理 其中K=R1/R2叫比例臂 问题1：在偏离平衡状态较远时，如何保护检流计？

4. R0 Rx G R1 R2 灵敏度 保护检流计的措施： R 1、开始测量时，不知平衡程度，要把 R放在最大位置（灵敏度最小），逐步调平，然后逐步减小R直至R 减为零（灵敏度最大）也能平衡，测量才结束。

5. - 20 10 0 10 20 x 电源指示 断 3V 9V 15V G外接 x10-3 x10-2 x10-1 x1 x10 x102 x103 外接 电源选择 内接 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X100 X10 X1 X1000 Rx B G 灵敏度 调零 问题2：如何根据被测量的数量级选择比率K ?

6. 二、QJ23a 型电桥的主要规格 x是电桥平衡后测量盘的置数乘以倍率所得的数值

7. 电桥的灵敏度 定义： 电桥平衡后，R0改变△ R0引起检流计指针偏转△n格，反映了电桥对电阻相对变化量的分辨能力。

8. 影响电桥的灵敏度的因素（了解即可） ： Si ， Rg：检流计的灵敏度和内阻,E：工作电源电压 选用高灵敏度低内阻的检流计,适当减小R1+R2+Rx+R0的值，尽量把桥臂配制成均匀状态（如四臂电阻相等）使 的值最小。 基尔霍夫电流定律：在集中参数电路中，任一时刻流出任一节点的所有支路 电流的代数和等于零。 基尔霍夫电压定律：在集中参数电路中的任一回路，在任一时刻沿该回路的 所有支路电压的代数和等于零。

9. R1 R3 mv R2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 二、用非平衡电桥测动态电阻非平衡电桥的内部电路图 非平衡电桥原理图 1．将1，2，3端短路，8，9端短路，待测电阻Rx接在7，8两端，毫伏表当作检流计，当毫伏表指零，即构成惠斯登电桥；此时，Rx=(R2/R1)R3。

10. 断 双桥 3V 6V 9V 输出 mv G 电源指示 内接 X1000 X1000 X1000 X100 X100 X100 R3 R1 R2 X1 X1 X1 X10 X10 X10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 G B 1 2 3 4 5 6 7 8 9

11. 四、实验内容和步骤： • 用QJ—23型惠斯登箱式电桥测量Rx1、Rx2 、Rx3三个电阻: （1）开机前检查B键,G键键是否处于断开位置。 （2）选择3V电源，检流计转换开关拨向内接，调节检流计指针至零. （3）将Rx接在QJ—23a型箱式电桥的Rx接线柱上，根据待测电阻的近似参考值选择适当的比率K，将电桥的电阻箱值至于相应的位置。 （4）将灵敏度旋钮按逆时针旋至最小，按下按钮B，再按下按钮G(如果指针偏转很大,偏转速度很快,请立即断开G),调节比较臂旋钮的阻值R0，使检流计指针为零（电桥平衡了吗？）；适当放大灵敏度，检流计指针可能发生偏转，再次调节比较臂旋钮的阻值R0使检流计指针为零，如此反复调节，直到灵敏度最大时，检流计指针为零，电桥才算平衡. 记录K和Ro数值；

12. 四、实验内容和步骤： • 测量电桥灵敏度 • 改变R0,增加或减少ΔR0，（应注意：ΔR0不宜太大，以使检流计指针偏转不超过满刻度为依据。）使检流计指针向左和向右各偏转20格左右，分别记录ΔR0和Δn。注意：测量灵敏度前检流计指针可能不严格为零，将它用调零旋钮暂时调零，当测量另一个电阻时，要重新调零。 • 测量完一个电阻后,要先断开G,后断开B, 将灵敏度旋钮按逆时针旋至最小，然后依据上述方法对另一电阻进行测量。

13. 五、数据记录：

14. 四、实验内容和步骤： • 用非平衡电桥测动态电阻: （1）将1，2，3端短路，8，9端短路，待测电阻Rx接在7，8两端，毫伏表当作检流计，当毫伏表指零，即构成惠斯登电桥；此时，Rx=(R1/R2)R3。此处的Rx用专用电阻。 （2） 测量时，水浴锅内加入适量（约2/3杯）清水，先不通接水浴锅电源，取R1＝R2=110Ω,在室温下调节R3，使毫伏表尽量指零(一般调不到零)，此时，Rx0≈R3，记下室温，Rx0及毫伏表读数；然后接通水浴电源，使水浴锅内待测电阻加热，以改变其温度，当温度达到一定值后，记录温度和相应的毫伏表读数；继续加热，测定下一组温度的数据，每隔10 ºC测一组数据，直到温度为90 ºC为止。 （3） 保持R1，R2，R3数值不变，将Rx换成电阻箱，调节电阻箱到110Ω，记下毫伏表读数；然后每增加5Ω，记录下毫伏表读数，直到电阻为140Ω为止。

15. 五、数据记录： 用非平衡电桥测量动态电阻

16. 1. T变, R变, V变, 得到ΔV-T 2. R变, V变, 得到ΔV-R 3. 50度对应的阻值? V-R V-T T/°C R/

17. 六、数据处理与作图： 1、计算出三个待测电阻的值。 2、以T为横坐标，V为纵坐标，用坐标纸或计算机作图；R为横坐标，V为纵坐标，在同一张坐标纸上以适当的比列（V按同一比例）作图。 3、从 V-T ， V－R图中内取十组（R，T）值，作出T－R图。 七、思考题： 1、使电桥测量误差增大的主要原因是什么？如何提高电桥的灵敏度？ 2、平衡电桥与非平衡电桥有哪些不同？ 3、为什么用电桥法测电阻较用伏安法测电阻准确？ 4、电桥灵敏度是什么意思？如果测量电阻要求误差小于万分之五，则电桥的灵敏度应多大？