华理大物实验报告.docx

1实验名称 电桥法测中、低值电阻
目的和要求
掌握用平衡电桥法测量电阻的原理和方法 ；
学会自搭电桥，且用交换法测量电阻来减小和修正系统误差
学会使用QJ-23型惠斯登电桥测量中值电阻的方法 ；
学会使用QJ-42型凯尔文双臂电桥测量低值电阻的方法
实验原理
直流平衡电桥的基本电路如下图所示。
图中Ra,Rb称为比率臂，Rs为可调的标准电阻，称为比较臂， Rx为待测电阻。在电
路的对角线（称为桥路）接点 BC之间接入直流检流计，作为平衡指示器，用以比较这两点 的电位。调节Rs的大小，当检流计指零时， B, C两点电位相等Uac U ab ； Ucd Ubd ,
即IaRa I bRb ； IxRx IsRs。因为检流计中无电流，所以 Ia I x , Ib Is,得到电
桥平衡条件 Rx 里Rs。
Rb
实验仪器
直流电源，检流计，可变电阻箱，待测电阻，元器件插座板，QJ24a型惠斯登直流电桥,
QJ42型凯尔文双臂电桥，四端接线箱，螺旋测微计
实验方法
按实验原理图接好电路；
根据先粗调后细调的原则，用反向逐次逼近法调节，使电桥逐步趋向平衡。在调节过
程中，先接上高值电阻 Rm,防止过大电流损坏检流计。当电桥接近平衡时，合上 KG以提高
桥路的灵敏度，进一步细调；
用箱式惠斯登电桥测量电阻时，所选取的比例臂应使有效数字最多。


-
Ra/Rb=100/ 100
Rb/Ra= 100/100
Ars仪
(Q)
ors
(Q)
Ar‘ s 仪
(Q)
ors'
(Q)
Rs(Q)
R' s(Q)
R






Rx3


2
1
2
1
r^= （ Rs ）,其中Rs是电阻箱示值，m是所用转盘个数,
所以 ,

Ra/Rb
Rs(Q)
Rxi(Q )
结论
100/100


比例臂越小，有效数 字位数越多，测量结 果越精确。
100/1000


100/10000



Rx
比率C
Rs(Q )
Rx(Q)
结果
Rxi

5098

比例臂C的选取应使有效数字 位数最多，从而提高测量精度
R

2990

R
1
1990
1990

铜棒平均直径d = （多次测量取平均）（末读数一初读数）
铜棒长度/mm






电阻值/10 Q






,
… 4
电阻R -L — L,由下图中的拟合直线得出斜率
S d2
则电阻率
d2k
10
10
R/10JQ

当惠斯登电桥平衡后，若互换电源与检流计位置，电桥是否仍保持平衡？试说明之。
答：电桥仍保持平衡。在互换电源与检流计位置前，电桥平衡条件为 Rx 匹 Rs,互
Rb
换位置后的电桥线路如下。
在新桥路，若Ig 0 ,检流计无电流通过，A, D两点电位相等。
则有U CA U CD ,U AB U DB ； I A I B , IX Is ,因而有 I aRa IxRx;I bRb IsRs 的关系。
这样Ra/Rb Rx/ Rs。即Rx & Rs就是互换位置前的平衡条件。 所以电桥仍保持平衡。
Rb
2实验名称 静电场测绘
目的与要求
学习用模拟法测绘静电场的分布。
加强对电场强度和电势的概念。
实验原理
由于静电实验条件苛刻且不稳定，而稳恒电流的电场和相应的静电场的空间是一致的,
在一定的条件下，可以用稳恒电流的电场来模拟测绘静电场。
静电场与稳恒电流场的对应关系为
静 电 场
稳恒电
流场
导体上的电荷土 Q
极间电流
I
电场强度E
电场强度
E
介电常数
电导率
电位移D = E
电流密度
J = E
+ ,
无荷区：E dS 0
无源区，
E dS
0
2 _
电势分布 U 0
电势分布